Die Welt physikalisch gesehen
Hands on
Frohe Weihnachten 2022
… wünsche ich allen, die mich auf meinem Blog begleitet haben oder vielleicht heute zum ersten Mal dazugestoßen sind. Diesen Druck eines Linolschnitts fand ich zufällig beim Aufräumen. Ich erinnere mich schwach daran, dass ich ihn in der Schulzeit angefertigt hatte.
Fingerschnippen mit Knalleffekt
Von einem gewissen Punkt an
gibt es keine Rückkehr mehr.
Franz Kafka (1883–1924)
H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 3 (2022), S. 72 – 73
Beim Zusammendrücken von Daumen und Mittelfinger wird Energie elastisch gespeichert und schließlich schlagartig freigegeben.
Das Fingerschnippen ist vermutlich so alt wie die Menschheit. Das visuell-akustische Signal, das zwischen Mittelfinger und Daumen einer Hand erzeugt wird, lässt sich beispielsweise bereits bei den alten Griechen nachweisen, wie ein bemaltes Gefäß von zirka 320 v. Chr. bezeugt. Die Geste ist unvermindert populär, auch wenn sich der Kontext und die Bedeutung mit der Zeit und der Gesellschaft ändern. Heute beordert man auf die Weise kaum noch Bedienstete zu sich, dafür hoffen Schülerinnen und Schüler vorgezogen zu werden, indem sie sich fingerschnalzend melden.
Diese Art der Tonerzeugung wirkt eleganter und müheloser als das laute Händeklatschen. Dort kommt es beim Aufeinandertreffen der Handflächen zu Stoßwellen, die sich durch einen Knall bemerkbar machen. Erstaunlicherweise gelingt das beim Schnippen ebenfalls, obwohl dabei nur zwei Finger mit relativ kleiner Fläche aus sehr kurzer Entfernung zusammengebracht werden. Wie man mit etwas Experimentieren selbst herausfinden kann, entsteht das typische Geräusch nicht etwa auf Grund des als kraftvoll empfundenen Aneinandergleitens von Mittelfinger und Daumen, sondern erst dadurch, dass der Finger auf den Handballen unterhalb des Daumens auftrifft. Der Mechanismus ist überaus wirkungsvoll und ermöglicht große Geschwindigkeiten des Mittelfingers, die zum Auslösen von Schallwellen mehr als ausreichen. Auf keine andere Weise lässt sich auf derart begrenztem Raum mit nur zwei Fingern einer Hand ein auch nur annähernd so gut hörbarer Laut hervorbringen.
Welches physikalische Geheimnis steckt hinter dem Schnippen? Beim Ablauf werden zunächst Daumen und Mittelfinger aufeinander gepresst, und zwar mit der Tendenz sie zu scheren, das heißt sie gegeneinander zu verschieben und innerhalb der Gewebe Spannung aufzubauen. Die Hautoberflächen bleiben am Kontaktpunkt anfangs zusammen, während sich tiefere Schichten der Finger bereits verlagern. Sie werden dabei ähnlich unter Druck gesetzt wie eine elastische Feder, und eine rückwirkende Kraft entsteht. Die Reibungskraft zwischen den Kuppen muss so dosiert werden, dass sie zunächst bremsend wirkt und ein vorschnelles Abgleiten unterbindet. Das funktioniert nur mit passend beschaffenen Oberflächen. Mit nassen oder fettigen Fingern gelingt Schnippen daher kaum.
Schließlich überschreitet die auf Daumen und Mittelfinger ausgeübte Scherkraft ein kritisches Maß. Sie wird größer als die Haftreibungskraft, und es kommt zum abrupten Übergang zur Gleitreibung. Das setzt die gesamte elastische Spannenergie plötzlich frei. Dadurch wird der Mittelfinger stark beschleunigt und trifft mit enormer Rotationsgeschwindigkeit auf den Ballen unterhalb des Daumens. Bis zu dem Auslösepunkt kommt es sehr auf die intuitiv ausgeübte, subtile Kontrolle des Drucks zwischen Daumen und Mittelfinger an.
Vier US-Forscher um Raghav Acharya vom Georgia Institute of Technology in Atlanta haben die Details des Fingerschnippens experimentell und theoretisch näher untersucht. In ihrer im November 2021 veröffentlichten Analyse stellten sie mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera fest, dass dabei Rotationsgeschwindigkeiten von 7800 Grad pro Sekunde erreicht werden, was 1300 Umdrehungen pro Minute entspricht. Der ganze Vorgang dauert nur etwa sieben Millisekunden und ist damit zwanzigmal schneller als ein Augenblinzeln. Überhaupt können wir kaum eine andere Bewegung derart explosiv ausführen. Hinsichtlich der Drehgeschwindigkeit erreicht ein professioneller Baseballspieler zwar noch leicht höhere Werte, aber was die Beschleunigungen angeht, sind diese beim Fingerschnippen den Studienautoren zufolge die größten, die je bei Menschen gemessen wurden.
Bei ihren Versuchen variierten die Forscher einige der relevanten Parameter, insbesondere den Reibungskoeffizienten. Dazu verwendeten sie unterschiedliche Materialien wie Gummihandschuhe oder Fingerhüte. Sie wiesen nach: Die anfängliche Energiespeicherung vermittels der Haftreibung ist für das Phänomen von entscheidender Bedeutung. Eine wesentliche Rolle spielen außerdem die elastischen Eigenschaften der biologischen Gewebe, etwa deren Komprimierbarkeit.
Die Forscher beließen es nicht bei der Dokumentation des realen Prozesses, sondern entwickelten auf Basis ihrer Ergebnisse ein mathematisches Modell des Fingerschnippens. Sie gingen stark vereinfachend davon aus, dass die Wechselwirkung zwischen den beiden Fingern einem Feder-Masse-System entspricht (siehe »Federnde Finger«). Dabei wirkt eine Kraft, die über eine Feder vermittelt wird, durch Reibung auf eine andere Masse ein, die zunächst als Riegel dient. Die Federkraft ist variierbar. Die davon abhängige Reibungskraft führt als Haftreibung zu einer Speicherung elastischer Energie. Diese wird dann beim Entriegeln auf einmal freigesetzt und beschleunigt urplötzlich eine Masse, die an der Feder befestigt ist.
Die Wissenschaftler erhoffen sich auf Basis ihres Modells eine Erklärung für ähnliche Vorgänge im Tierreich. Zum Beispiel schnappen manche Termiten und Ameisen mit ihren Mundwerkzeugen auf vergleichbare Weise. Darüber hinaus könnten die Erkenntnisse die Entwicklung von fein steuerbaren Aktuatoren für technische Anwendungen unterstützen.
Diese Art, Finger aneinander schnalzen zu lassen, ist die effektivste – aber nicht die einzige. Wenn die Hand mit bewusst schlaff gelassener Muskulatur in eine Art Schleuderbewegung versetzt wird, schlägt schließlich der Zeigefinger auf den Mittelfinger auf. Mit etwas Übung erzeugt auch das ein lautes Geräusch. Vielleicht wäre das ja ein Gegenstand für ein zukünftiges Forschungsvorhaben.
Quelle
Acharya R. et al.: The ultrafast snap of a finger is mediated by skin friction. Journal of the Royal Society Interface 18, 2021. https://doi.org/10.1098/rsif.2021.0672
Können durch Tun – Freihandversuche zwischen Alltag und Physikunterricht
Freihandversuche sind nicht nur kostengünstiger Ersatz für klassische Schulversuche, sondern bieten die Möglichkeit eines eigenständigen, handlungsorientierten Zugangs zur physikalischen Beschaffenheit der Alltagswelt. Schwerpunktmäßig anhand von optischen Phänomenen soll mit Bezug auf Phänobjekte des phaeno gezeigt werden, dass man mit vertrauten Gegenständen zu unvertrauten Einsichten kommen kann, zu denen man durch bloßes Nachdenken wohl kaum gelangt wäre.
Der Schwerpunkt liegt auf optischen Phänomenen.
Vortrag gehalten im Science Center Phaeno in Wolfsburg am 9.10. und am 10.10.2015 um 15:30 Uhr
Für das Können gibt es einen Beweis,
das Tun
Marie von Ebner-Eschenbach
Rechtes Bild: Man blickt durch ein wassergefülltes Weinglas auf ein Wohnhaus und erhält eine aufrecht und eine auf dem Kopf stehende Abbildung.
Erkennen heißt Machen – Freihandversuche im Physikunterricht
Schlichting, H. Joachim: In: Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht 66/6 (2013), S. 365 – 372
Im Alltag der wissenschaftlich-technischen und natürlichen Welt treten oft Phänomene auf, bei denen es durch unterschiedliche Ursachen bedingt zur Dispersion des Lichts kommt. In vielen Fällen sind die Farben jedoch sehr unscheinbar oder nicht ohne Weiteres wahrnehmbar. Es werden anhand von Beispielen qualitative Methoden beschrieben, wie man sie dennoch auf einfache Weise sichtbar machen kann.
Man begreift nur, was man selber machen kann,
und man fasst nur, was man selbst hervorbringen kann.
JOHANN WOLFGANG VON GOETHE
PDF: Ein Sonderdruck (PDF) der Arbeit kann beim Autor angefordert werden.
Man kann sich nicht nur auf das Denken verlassen – Low-cost-Experimente zwischen Lebenswelt und Physik
Schlichting, H. Joachim. In: Praxis der Naturwissenschaften -PhiS 60/8 (2011), S. 5 – 13
Die Verbrauchs- und Gebrauchsmaterialien der wissenschaftlich technischen Welt bieten eine Fülle von Möglichkeiten zur Herstellung und Durchführung von Low-cost-Experimenten im Physikunterricht. Es wird mit Hinweis auf konkrete Beispiele skizziert, auf welche Weise der Physikunterricht durch Low-cost-Experimente bereichert werden kann. Dabei stehen Experimente im Vordergrund, die von modernen Materialien und Geräten Gebrauch machen, die so kaum im herkömmlichen Physikunterricht anzutreffen sind. Ziel ist es einen Überblick und Anregungen für eigene Aktivitäten zu geben.
Atomix – handliche Festkörperphysik
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 42/4 (2011) S. 192 – 195.
Atomix ist ein kinetisches Kunstobjekt, das zugleich ästhetisch ansprechend und lehrreich ist. Es ermöglicht eine Anschauung des frappierenden Verhaltens der Selbstordnung von vielen Kügelchen als Analogie des atomaren Aufbaus und des Umordnungsverhaltens von Festkörpern und Flüssigkeiten.
Freihandexperimente zwischen Schulexperimenten und Alltagsphänomenen.
Schlichting, H. Joachim. In: Köster, Hilde; Hellmich, Frank; Nordmeier, Volkhard (Hrsg.): Handbuch Experimentieren. Hohengehren: Schneider Verlag 2010; S, 131 – 153
Freihandversuche ermöglichen einen spielerischen und explorativen Zugang zu Gegenständen und Phänomenen. Auf der motorisch-affektiven Ebene können auf diese Weise die physischen Eigenheiten des Materiellen insbesondere seine Widerständigkeit erfahren werden, was als eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung experimentellen Geschicks und eines Gefühls für das Machbare anzusehen ist.
Spielerisches Bimetall
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 41/4 (2010), 198-200
Bimetalle sind technisch weit verbreitet und finden in Thermometern oder als Schalter vielfältige Verwendung. Bei der Klickscheibe oder der Lichtwippe werden Bimetalle in spielerischer
Form eingesetzt. Eine eher künstlerische Variante ist ein Klangspiel mit Bimetallantrieb.
PDF: Spielerisches Bimetall (Einreichversion)
Spirale 1 – Spiralnebel in der Wasserschale
Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 11 (2009), S. 52
Jets aus Kohlenstoffdioxidgas versetzen Trockeneiskrümel in heftige Bewegung.
… die Spirale ist dort, wo die Materie (…) beginnt,
etwas Lebendiges zu werden.
Friedensreich Hundertwasser (1928 – 2000)
Ein Kurzvideo zeigt den „Tanz des Trockeneises„
Magnetische Taschenspielertricks
Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 10 (2009), S. 38
Warum Magnete abgebrannte Streichhölzer anziehen, hingegen von Kirschen als abstoßend empfunden werden.
Um in der Lehre vom Magnetismus weiter zu kommen,
müßte man Magnete machen,
die sich zu gewöhnlichen verhielten,
wie Herschels großes Teleskop zu einem Taschen-Perspectiv.
Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799)
Zu Beginn des Zeitalters des Elektromagnetismus vermutete Georg Christoph Lichtenberg die Existenz verborgener magnetischer Phänomene, die nur deshalb verborgen blieben, weil die damaligen Magnete zu klein waren. Er behielt Recht, denn große, also vor allem starke Magnete sollten in der Folgezeit wesentlich helfen, das Verständnis der elektromagnetischen Kräfte zu erweitern. Heute sind »Supermagnete« im Miniaturformat aus Neodym-Eisen-Bor (NeFeB) für jedermann erschwinglich, etwa bei supermagnete.de. Sie lassen uns einen Hauch des Zaubers wiederentdecken, der, wie Lichtenberg schrieb, den Anfängen innewohnte, »da der Magnet selbst (…) nur den Taschenspielern diente«. Jetzt können wir nämlich feststellen, dass ein Streichholz mit einem dunklen Köpfchen, das sich sonst nicht weiter um Magnete schert, plötzlich daran haften bleibt, sobald sein Kopf abgebrannt ist.
Wie kann das sein? Die Angelegenheit erweist sich als raffiniert. Zwar ist Eisenoxid, Fe2O3, von Anfang an im Streichholzkopf vorhanden. Allerdings ist es paramagnetisch, also nur dann magnetisch, wenn ein äußeres Magnetfeld einwirkt. Sein magnetisches Moment ist aber offenbar zu klein, als dass es sich vom Magneten zu einer sichtbaren Reaktion veranlassen ließe. Einer Idee Michael Worbs’ zufolge entsteht während der Verbrennung jedoch möglicherweise Magnetit, Fe3O4, denn schließlich ist auch Schwefel mit im Spiel: 6FeO+ S -> 4 FeO+ SO. Das ferrimagnetische Magnetit – in ihm sind die Elementarmagnete so ausgerichtet, dass sich ihre magnetischen Momente zum Teil aufheben, eine Richtung aber überwiegt – besitzt ein viel größeres resultierendes Moment als Fe2O3 und kann die Gewichtskraft des Hölzchens durch seine Anziehungskraft kompensieren.
Diese Idee stützt der Befund, dass ein nicht verbranntes Streichholzköpfchen durchaus reagiert, wenn man es nämlich in winzige Bruchstücke zerkleinert. Hält man über die Teilchen nun einen Supermagneten, so springen sie ihn an wie Flöhe und bleiben haften.
Woher aber dieser Sinneswandel? Dank der Verkleinerung des Volumens (das mit der dritten Potenz sinkt) nimmt die Gewichtskraft stärker ab als die Fläche (nur mit der zweiten Potenz), die den Magneten berührt. Da die magnetische Anziehungskraft wiederum mit der Fläche, genauer: der Zahl der magnetischen Feldlinien, variiert, nimmt sie weniger stark ab als die Gewichtskraft – das zerbröselte Zündmaterial wird schließlich getragen.
Befestigt man zwei Kirschen an den Enden eines an einem Faden hängenden Stäbchens und bringt dieses sorgfältig ins Gleichgewicht, lässt sich auch mit diesen zaubern. Nähert man einer von ihnen nun einen Supermagneten an, wird sie abgestoßen. Von der anderen Seite kommend kann man die Kirschenschaukel auch wieder abbremsen und sie in die umgekehrte Richtung treiben. Schuld ist allein das in den Früchten reichlich vorhandene diamagnetische Wasser: Denn ein Diamagnet erzeugt unter dem Einfluss eines Magneten ein das Feld schwächendes Gegenmoment. So tut die Kirsche das Klügste, was sie tun kann: Sie wehrt sich gegen das Eindringen der Magnetfeldlinien, indem sie flüchtet.
Literaturhinweis: Worbs, M.: »Du, Papa, warum sind Streichhölzer magnetisch?« In: Praxis der Naturwissenschaft 58(4), S. 45 – 46, 2009.
Revival of the jumping disk
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Phys. Educ. 44 612-617 (2009)
Snap discs made of bimetal have a lot of technical applications as thermostats. Jumping discs are a toy version of such snap discs. Besides giving technical information, we describe physical investigations. We show especially how, through simple measurements and calculations, you can determine the initial speed (~3.5 m/s), the acceleration (~30000 m/s²) and the lower and upper snap temperature (~31 °C; ~99 °C). High speed videos give even deeper insight into the jump.
Fällt er oder fällt er nicht?
Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 7 (2009), S. 38
»Ich wollte es nicht glauben, als ich zum ersten Mal sah,
wie der Strohhalm aus meiner Sodadose aufstieg …«
Howie
Ein Trinkhalm im Sprudelglas steigt auf, weil sich kleine Gasblasen an ihn heften. Weiterlesen
Science Center – Naturwissenschaft als Erlebnis
Schlichting, H. Joachim: Praxis der Naturwissenschaften -PhiS 58/4 (2009), S. 16 – 23
Science Center sind Ausstellungsorte, die mithilfe naturwissenschaftlich ge-prägter vorwiegend interaktiver Expo-nate Spaß und Freude bereiten und dadurch Zugänge zu Gegenständen und Zusammenhängen der Naturwis-senschaften fördern wollen. Dabei soll das sinnliche Wahrnehmen und Erle-ben durch Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Tasten und körperliche In-teraktionen einen besonderen Stellen-wert erhalten. Science Center sind be-liebt wie ihre weltweit wachsende Zahl zeigt. Aus lerntheoretischen Gründen kann man davon ausgehen, dass durch den Besuch von Science Cen-tern positive Impulse auf das schuli-sche Lernen der Naturwissenschaften, insbesondere der Physik ausgehen1. Über diese generelle Einschätzung hinaus scheint es jedoch schwierig zu sein, detaillierte Aussagen bezüglich einer unmittelbaren Wirkung des Be-suchs von Science Centern auf den konkreten Lernerfolg etwa in Physik zu machen. Dabei dürfte zum einen die Erfassung der Komplexität des Unter-suchungsgegenstandes und zum an-deren die Tatsache Schwierigkeiten bereiten, dass man es vor allem mit Langzeitwirkungen und Einstellungs-änderung der Adressaten zu tun hat ([2] bis [5]).
Im vorliegenden Beitrag wird der Ver-such unternommen, anhand konkreter Beispiele einige wesentliche Merkmale interaktiver Exponate von Science Centern zu analysieren und hinsichtlich möglicher Wirkungen auf die Besucher darzustellen. Damit soll auf die didakti-schen Möglichkeiten von Phänobjekten hingewiesen und die Bedeutung von Science Centern als außerschulische Lernorte hervorgehoben werden.
Zylinder und Kugelkreisel
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 40/1 (2009) 52 – 54.
Mit einfachen Mitteln lassen sich ungewöhnliche Kreisel aus Plastikzylindern, Holzkugeln und magnetischen Kugeln herstellen, die in unerwartete Bewegungen versetzt werden können. Etwas aufwendigere Versionen zeigen darüber hinaus interessante optische Erscheinungen.
Vom Zauber der Hui-Maschine
Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 37/1, 31-33 (2006)
Das unter verschiedenen Namen immer wieder neu entdeckte Spielzeug Hui-Maschine fasziniert durch sein an Zauber grenzendes Verhalten. Das lässt sich jedoch auf einfache physikalische Prinzipien zurückführen.
PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)
Physik zum Knacken
Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 36/6, 286 (2005).
Nussknacker sind ein Spielfeld von Erfindern, Technikern und Designern, manche ästhetisch ansprechenden Geräte knacken nicht gut. Manche technisch sehr einfachen und wirkungsvollen Konstruktionen überzeugen ästhetisch nicht. Seit Jahrhunderten bemühen sich Erfinder und Designer um eine Balance.
PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)
Tanzende Puppen und rasende Bürsten
Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 36/5, 221 (2005) 
Ein auf Borsten stehender Pappbecher oder eine einfache Kleiderbürste werden zu tanzenden und umherrasenden Spielzeugen, wenn man sie geschickt anregt. Ursache ist ein physikalischer Vorgang, der in der Natur und auch in technischen Anwendungen zum Tragen kommt.
PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)
Hands-on physics with paper clips
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. Englische Version eines Artikels in: Physik in unserer Zeit 36, 33-35 (2005). 
Paper clips are omnipresent. Amazing hands-on physics experiments can be done with them. Paper clips are obtainable practically everywhere and can be handled easily.
Die kreiselnde Büroklammer
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 36/1, 33-35 (2005). 
Büroklammern sind allgegenwärtig. Sie taugen aber nicht nur dazu, Ordnung im Papierstapel zu schaffen, sondern lassen sich auch für verblüffende physikalische Experimente einsetzen. So geben sie einfache Kreisel ab und veranschaulichen die Formen von Ketten und Hängebrücken.
PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)
Der einfachste Elektromotor der Welt
Schlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 
35/6, 272-273 (2004).
Hängt man einen Zylindermagnet und eine Schraube an den einen Pol einer Batterie und verbindet den anderen Pol leitend mit dem Magneten, so gerät dieser in schnelle Rotation. So entsteht wohl der einfachste und am schnellsten herstellbare Elektromotor.
PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)
Thermodynamische Entzauberung
Schlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 33/6, 284-286 (2002).
Alle Jahre wieder werden zur Adventszeit die Weihnachtspyramiden
entstaubt und im feierlichen Schein der Kerze in gemächliche Drehungen versetzt. Dabei können einem physikalisch motivierte Gedanken kommen.
PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)
Springtiere
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 32/1, 44-46 (2001).
Ein Floh beschleunigt beim Absprung bis zum mehreren Hundertfachen der Erdbeschleunigung. Kleine Plastikspielzeuge in Form eines Tieres und versehen mit einer Feder bringen nicht ganz so hohe Werte, erlauben aber detaillierte Untersuchungen.
PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)
Nicht nur zum Zündeln… Streichhölzer im Dienste des Physiklernens
Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 38/5, 330-334 (2000). 
Streichhölzer sind nicht nur zum Zündeln da. Als kleine, in größerer Stückzahl, ständig verfügbare Alltagsobjekte regen sie zum Spielen, Knobeln und Experimentieren an. Dabei können verblüffende, rätselhafte und raffinierte Zusammenhänge demonstriert werden, die in vielen Fällen als Ausgangspunkt physikalischer Modellund Begriffsbildung herangezogen werden können.
PDF: Nicht nur zum Zündeln… Streichhölzer im Dienste des Physiklernens
Versuche mit einfachen Mitteln – zwischen Physik und Alltag
Behrendt, Helga; Schlichting, H. Joachim. In: Naturwissenschaften im Unterricht – Physik 57, 4-6 
(2000).
Unsere Welt ist immer stärker von Technik und naturwissenschaftlichen Erkenntnissen geprägt; dennoch beobachten wir ein abnehmendes Interesse der Schülerinnen und Schüler an technischen und physikalischen Fragestellungen. Woran liegt das und was kann man im Physikunterricht dagegen tun?
PDF: Versuche mit einfachen Mitteln – zwischen Physik und Alltag
Hands-on, Low-cost, Freihand – Experimente zwischen Alltag und Physikunterricht
Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 38/4, 255-259 (2000)
Freihandversuche sind i.a. einfach durchzuführen, verblüffen, verführen zum Nachahmen und haben nicht selten den Reiz von Zauberkunststücken. Ihre Stärke liegt in ihrem Stegreifcharakter, der nahezu universellen Verfügbarkeit, der geringen Kosten und der Tatsache, daß – anders als bei Versuchen mit physikalischen Geräten – ihnen der physikalische Aspekt erst einmal abgerungen werden muß. Sie eignen sich daher vorzüglich zur Erarbeitung
physikalischer Ideen. Ihr Schwerpunkt liegt im Qualitativen.
PDF: Hands-on, Low-cost, Freihand – Experimente zwischen Alltag und Physikunterricht
Vom Zündholz zur zündenden Idee – Freihandversuche mit Streichhölzern und deren Schachteln
Schlichting, H. Joachim. In: Naturwissenschaften im Unterricht – Physik 57, 26-28 (2000).
Zündholz- oder Streichholzschachteln und ihr Inhalt, die Zünd- oder Streichhölzer, gehören zu den selbstverständlichen Gegenständen des täglichen Lebens. Dass sie nicht nur zum Feuer machen geeignet sind, sondern beispielsweise zum Basteln und zum Spielen, weiß nicht nur jedes Kind. Auch Erwachsene erliegen immer wieder dem kreativen Potential dieser miniaturisierten Bausteine. Es ist als ob die für die kulturelle Entwicklung der Menschheit entscheidende Idee, die die ursprünglich aufwendige Angelegenheit des Feueranzündens zu einem kinderleichten „Freihandexperiment“ machte, Ableger in Gestalt einer kaum noch zu überschauende Vielfalt von Legespielen, Puzzles [1] und ingeniösen Konstruktionen mit physikalischem Hintergrund erhalten habe. Aber auch die Verpackung der Hölzer, die Schachteln, haben sich in zahlreichen Varianten als Bausteine, Behälter u.ä. für Freihandversuche bewährt. Aus der Fülle der Beispiele der „abwegigen“ Verwendung von Streichhölzern und ihren Schachteln seien im folgenden einige physikalisch interessante Versuche herausgegriffen. Dabei wurde die Auswahl nach dem Gesichtspunkt getroffen, einen möglichst repräsentativen Überblick über die verschiedensten Verwendungsmöglichkeiten zu geben.
PDF: Vom Zündholz zur zündenden Idee – Freihandversuche mit Streichhölzern und deren Schachteln
Zaubern in physikalischen Freihandversuchen
Schlichting, H. Joachim. In: Unterricht Physik 9/43, 16-18 (1998).
Die sogenannten Natürlichen Zauberbücher waren zu Zeiten sehr beliebt und wurden in verhältnismäßig hoher Auflage vertrieben. Sieht man diese Bücher mit dem Blick des neuzeitlichen Physikers durch, so findet man ne-ben zahlreichen Beispielen primitivsten Schabernacks auch Zauberkunststücke, die sich als geschickt präsentier-te klassische Freihandversuche entpuppen. Hätte man diese Zauberbücher bis in unsere Zeit fortgeschrieben, so wäre so mancher mit modernen Alltagsgegenständen durchgeführter Versuch ein geeignetes Zauberbeispiel. Es werden einige alte und neue Freihandversuche als Zaubereien zusammen mit ihrer physikalischen Erklärung (soweit dies nötig erscheint) zusammengestellt und diskutiert.
Zaubern, Entzaubern, Wiederverzaubern
Schlichting, H. Joachim. In: Unterricht Physik 9/43, 4-6 (1998).
Obwohl Physik als Gegenkonzept zur Zauberei anzusehen ist, wurde sie von jeher mit Zauberei in Verbindung gebracht. Zauberer waren und sind immer auch gute Experimentatoren, die ihre Adressaten jedoch nicht mit einer Erklärung versehen, sondern verzaubert zurücklassen. Die Entzauberung, zauberhaft anmutender Vorgän-ge ist Sache der Physik.
Im Physikunterricht kann man sich die von Zauberkunststücken ausgehende Motivation zunutze machen, indem man physikalische Phänomene als Zauberei inszeniert und von den Schülerinnen und Schülern mit physikali-schen Mitteln entlarven läßt. Indem sie auf diese Weise lernen, komplexe, rätselhaft erscheinende Situationen mit Hilfe physikalischer Zusammenhänge zu entzaubern, kann es zu einer Ausschärfung des physikalischen Blicks und der Befähigung kommen, auch in Alltagssituationen zauberhafte Phänomene wahrzunehmen und zu verstehen. Darin kann eine Art Wiederverzauberung gesehen werden.
Der Trank aus dem Tantalusbecher
Schlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 29/4, 174-176 (1998).
Flüssigkeiten strömen manchmal bergauf und können auf diese Weise unangenehme Über-raschungen auf der einen und viel Spaß auf der anderen Seite hervorrufen. Ungewöhnlich ist das Prinzip jedoch nicht. Jeder von uns hat damit tagtäglich zu tun.
Why does champagne bubble?
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physics & Technology Quest 2 (1998).
In a glass of champagne, glittering, pearl-like bubbles rise. Why do most of them form at definite spots and according to which laws do they move to the surface?
Konstruktiver Gegenwind – oder: Am Widerstand wachsen
Schlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 28/6, 270-272 (1997). 
Welcher Radfahrer kennt nicht das schöne Gefühl, von einem kräftigen Rückenwind zu ungeahnten Geschwindigkeiten beflügelt zu werden. Wer hätte umgekehrt bei kräftigen Gegenwind nicht schon einmal den Wunsch gehabt, diesen einfach umzudrehen, um gewissermaßen mit Hilfe des Gegenwindes gegen den Wind zu fahren. Auf den ersten Blick erscheint dieser Wunsch abwegig, weil – so wird man vielleicht denken – der Wind sich auf keinen Fall gegen sich selbst richten läßt. Allenfalls Münchausen hätte hier eine Chance. In der Tat: Stellt man sich beispielsweise vor, der Propeller eines Flugzeuges werde wie bei einer Windmühle durch Gegenwind betrieben und diene gleichzeitig dazu, das Flugzeug gegen eben diesen antreibenden Wind zu bewegen, so
erscheint ein solches Münchhausen-Kunststück als äußerst plumpes Perpetuum mobile. Man macht sich aber leicht klar, daß ein solches Gegenwind- Flugzeug ebenso wenig gegen den Energiesatz verstoßen würde wie Münchhausen…
Freihandversuche. Probleme und Möglichkeiten experimenteller Minimalversuche
Schlichting, H. Joachim. Physik in der Schule 34/4, 141-146 (1996). 
Die Verwendung des Begriffs Freihandversuch ist nicht eindeutig. In einer sehr globalen Bedeutung werden darunter Versuche verstanden, die entweder ausschließlich mit Alltagsgegenständen durchge-führt werden oder solche, die nur zu qualitativen Ergebnissen führen. Im letzteren Fall können die Versuche entgegen der in dem Wort „Freihand“ enthaltenen Bedeutung teilweise aufwendige und anspruchsvolle Bastel- und Konstruktionsarbeiten erforderlich machen. Für uns steht im folgenden im Vordergrund, daß die Freihandversuche ohne grö-ßeren experimentellen und organisatorischen Auf-wand und mit leicht zugänglichen Materialien, also gewissermaßen frei aus der Hand durchgeführt werden können…
PDF: Freihandversuche. Probleme und Möglichkeiten experimenteller Minimalversuche
Paradoxe Sanduhren
Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In Physik in unserer Zeit 27/4, 180-182 (1996).
Obschon uralte Bekannte, lassen sich auch bei Sanduhren noch überraschende
Konstruktionen realisieren. Bei einer Ausführung läuft der ‚Sand‘ von unten nach oben – die Zeit aber nicht rückwärts. Bei einem anderen Modell vergißt sie etwas – und erinnert sich wieder.
PDF: Paradoxe Sanduhren
Die Energie der Musik – Rotierende Weihnachtskugeln
Schlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 27/6, 262-263 (1996). 
In der Weihnachtszeit werden viele Weihnachtslieder gespielt. Wir stellen uns die Frage, ob die dabei aufgewandte akustische Energie nicht ausgenutzt werden könnte, um beispielsweise eine Weihnachtspyramide anzutreiben [ 1]. Das würde nicht nur Kerzen sparen, sondern auch das von der Kerzenflamme ausgehende Gefahrenpotential verringern.
Es tönen die Gläser
Schlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 26/3, 138-139 (1995).
„Jede Glocke hat ihren K1öppel“, heißt es in einem deutschen Sprichwort. Einem Weinglas entlockt man auch ohne Klöppel einen glockenartigen Ton, wenn man mit dem feuchten Finger über den Rand des Glases fährt. Wie kommt dieser Ton zustande!
PDF: Es tönen die Gläser
Die Welt physikalisch gesehen 