كيمياء

مسح ChemgaPedia 2009 - التقييم


مسح ChemgaPedia 2009 - التقييم

  • المنتدى
  • يساعد
  • معلومات المنتج
  • اتصل
  • عننا
  • قم بزيارة موقع اللغة الإنجليزية
  • كيمياء
  • الكيمياء الحيوية
  • الفيزياء
  • الرياضيات
  • مقابل
  • البحث والتطبيق
  • قاموس
  • سمات
  • كيمياء
    • كيمياء عامة
    • الكيمياء غير العضوية
    • الكيمياء العضوية
    • الكيمياء الفيزيائية
    • الكيمياء التحليلية
    • الكيمياء التقنية
    • كيمياء الجزيئات
    • الكيمياء النظرية
    • المعلومات الكيميائية
    • المعلوماتية الكيميائية
    • علم السموم
  • المعلومات الكيميائية
    • المقدمة
    • قواعد بيانات STN
  • المقدمة
  • مسح ChemgaPedia 2009 - التقييم

جدول المحتويات

  • المقدمة
  • تردد الاستخدام
  • المستخدمون
  • سلوك الاستخدام
  • محتويات
  • استنتاج
  • بريد الالكتروني
  • مطبعة
  • الى الأعلى
  • ردود الفعل
  • حقوق النشر © 1999-2016 Wiley Information Services GmbH. كل الحقوق محفوظة.
  • بصمة
  • شروط

الكشف عن مركبات البروم والكلور العضوية

القياس الكمي للبروم والكلور في المركبات العضوية لمصفوفات معقدة - الانحلال الحراري واللوني اللوني اللاحق. يمكن من حيث المبدأ اكتشاف مركبات البروم والكلور العضوية في المصفوفات المعقدة عن طريق الاحتراق والكروماتوغرافيا الأيونية اللاحقة للبروميد والكلوريد.

ومع ذلك ، فإن معدلات الاسترداد لكلا هاليدات عادة ما تكون فقط في النطاق بين 20 و 70٪. هذه المشكلة معروفة من الأدبيات [1]. تم وصف مناهج تحسين الطريقة في الأدبيات [2] ، ولكن لا توجد إجراءات معيارية لتحديد البروميد والكلوريد في المصفوفات المعقدة حتى الآن.

لقد قمنا بتحسين الإجراء وإنشاء إجراء عمل قياسي يتيح الكشف عن الكلوريد والبروميد بطريقة قابلة للتكرار وبمعدلات استرداد جيدة ، بغض النظر عن التركيز والمصفوفات المختلفة.

الأسئلة التي تجعل من الضروري تحديد تركيز البروم والكلور الدقيق في المصفوفات المعقدة مختلفة تمامًا. يمتد طيف العينات والأسئلة من المحفزات إلى الجسيمات النانوية والبوليمرات المعدلة.

يمكن أن يكون التلوث بمركبات البروم والكلور مشكلة كبيرة في مجال المحفزات ، حيث تعتبر سموم محفزة. في أبحاث خلايا الوقود ، يتطلب تطوير وتشغيل خلايا وقود عالية الأداء وغير مكلفة ومستقرة طويلة الأجل استخدام محفزات عالية النقاء. من الضروري هنا الكشف عن المستويات النزرة لمركبات البروم والكلور.

في كيمياء البوليمر ، يكون التحديد الدقيق لمحتوى البروم و / أو الكلور ضروريًا لتوضيح ما إذا كانت التعديلات مثل باء - إدخال الهالوجينات في البوليمرات أو الجسيمات النانوية كان ناجحًا تمامًا.

من أجل تلبية هذه المتطلبات وغيرها ، يجب أن يكون من الممكن تحديد كمية الهاليدات في المصفوفة المقابلة بشكل موثوق.

تجريبي

عند تحديد البروم والكلور عن طريق الاحتراق وكروماتوجرافيا الأيونات ، يجب البحث عن سبب معدلات الاسترداد المنخفضة والمعتمدة على المصفوفة في خطوة الاحتراق. من المفترض أن عنصر الكلور والبروم يتكونان أثناء الاحتراق ، والتي لا تتناسب مع الهيبوهاليت والهالوجينات في محلول هيدروكسيد الصوديوم [1].

تم وصف طرق تجنب التخفيض في الأدبيات [2]. على هذا الأساس ، يجب تطوير إجراء عمل محدد بوضوح يتيح الاسترداد الموثوق به للهاليدات في المصفوفات المعقدة المتنوعة ذات التركيزات المتغيرة أيضًا.

معداتنا هي نظام احتراق AQF-100 من Mitsubishi. تُغذى العينة في فرن الانحلال الحراري عن طريق قارب كوارتز وتُحرق هناك في تيار Ar / O2 المرطب عند 1000 درجة مئوية.

يتم جمع غازات الاحتراق الناتجة في وعاء امتصاص مصمم خصيصًا في 10 مل من محلول الامتصاص القلوي في درجة حرارة الغرفة (الشكل 1). تم تحديد أبعاد وعاء الامتصاص بطريقة تضمن الامتصاص الكامل للهاليدات.

وقد تم إثبات ذلك بنجاح من خلال اختبار اختراقات الهاليد باستخدام وعاء امتصاص آخر في اتجاه مجرى النهر. لم يتم العثور على اختراق في منطقة العمل.

ثم يتم تحليل محلول الامتصاص في كروماتوجراف أيوني من Dionex ICS 3000. تم إجراء جميع القياسات الكروماتوجرافية الأيونية في نفس الظروف. يتم استخدام Dionex AS9-HC كعمود فصل ، ويتم استخدام 9 ملي مولار Na2CO3 بمعدل تدفق 1 مل / دقيقة كعامل شطف. حجم الحقن 50 ميكرولتر.

مع هذا الإعداد ، تم إجراء تحسين منهجي لعملية الاحتراق على أساس مراجع الأدبيات.

طريقة تحسين ظروف الانحلال الحراري

أولاً ، تباينت ظروف الانحلال الحراري باستخدام المركبات القياسية 1،2،4،5-رباعي كلورو بنزين و 1،3،5-ثلاثي بروموفينول وتم تحديد تأثير هذه المعلمات على معدل استرداد الهاليدات. تعرض كلا المركبين لوقت انحلال حراري قدره 180 ثانية و 360 ثانية و 600 ثانية على التوالي. أظهر التقييم أن معدلات الاسترداد للكلوريد تظهر بحد أقصى 180 ثانية. بالنسبة للبروميد ، تكون معدلات الاسترداد مثالية مع زمن احتراق يبلغ 600 ثانية (الشكل 2 أ).
لم يظهر تباين تدفق Ar / O2 في النطاق 100-400 مل / دقيقة أي اعتماد لمعدل الاسترداد على هذا المتغير.

شروط الامتصاص

بعد ذلك ، مرة أخرى مع 1،2،4،5-رباعي كلورو بنزين و 1،3،5-ثلاثي بروموفينول كمواد اختبار ، تم تغيير تركيبة محلول الامتصاص عن طريق زيادة تركيز هيدروكسيد الصوديوم تدريجياً بدءاً من 0.01 N هيدروكسيد الصوديوم ، مما أدى إلى أن زادت معدلات استعادة الكلوريد.

يتم الحصول على معدلات الاسترداد في منطقة 100٪ عندما يكون تركيز هيدروكسيد الصوديوم أعلى بكثير من تركيز الهاليد المراد عزله. كلوريد نسبة التركيز: يجب أن يكون محلول هيدروكسيد الصوديوم 1:10 على الأقل.

بالنسبة للبروميد ، كان معدل الاسترداد في ظل هذه الظروف في حدود 70٪. لم تؤد إضافة H2O2 كعامل اختزال إلى محلول الامتصاص إلى زيادة ملحوظة في معدل استرداد البروميد. أدى فقط إضافة ثيوكبريتات الصوديوم إلى محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى تحسن كبير في معدلات الاسترداد لهذا الهاليد.

أظهرت الزيادة التدريجية في تركيز الثيوسلفات أن العامل المختزل يجب أن يكون موجودًا في زيادة طفيفة مقارنة بتركيز الحليلة من أجل تحقيق معدلات استرجاع مقبولة. فائض كبير (5: 1) ليس له تأثير سلبي. (الشكل 2 ب)

الإجراء القياسي

بناءً على نتائج تحسين الطريقة ، حددنا شروط القياس القياسية للبروميد والكلوريد كما هو موضح في الشكل 4 وفحصنا عددًا من المركبات القياسية بتركيزات مختلفة في ظل هذه الظروف. تم قياس جميع التوصيلات خمس مرات. معدلات الاسترداد بين 95.8 و 100.3٪. تتراوح الانحرافات المعيارية بين 0.9 و 2.2٪.

تم قياس عينات حقيقية مختلفة في نفس الظروف. يوضح الشكل 3 مثالين للكروماتوجرام الأيوني. يوضح الشكل 3 أ مخطط الكروماتوجرام لمحلول الامتصاص بعد الانحلال الحراري لـ 1،4-ديبرومو -2،5-ثنائي كلورو بنزين. بالإضافة إلى قمم الكلوريد والبروميد ، توجد هنا ذروة الثيوسلفات الزائدة.

بجانبه يوجد مخطط كروماتوجرام لعينة محفز تم تحليلها يتم استخدامها في خلايا وقود الميثانول المباشرة. يوضح مخطط الكروماتوجرام أن العينة لا تزال تحتوي على آثار من مركبات الكلور والبروم.

مناقشة النتائج

ينتج الانحلال الحراري لمركبات الهالوجين العضوي هاليدات وهالوجينات. في حالة الكلور ، من الواضح أن تكوين الكلور الحر ليس مشكلة ، لأن درجة حرارة الاحتراق لا تقل عن 500 درجة مئوية [1]. ومع ذلك ، عندما يتم حرق مركبات البرومين العضوية ، لا يمكن إهمال تكوين البروم الأولي.

يؤدي تكوين البروم الأولي بدلاً من البروميد إلى انخفاض معدلات استرداد البروميد. عنصر البروم غير متناسب ، جزئيًا على الأقل ، في المحلول القلوي إلى الهايببروميت والبرومات. يمكن الكشف عن هذا الأخير عن طريق اللوني الأيوني. تمنع إضافة ثيوكبريتات الصوديوم حدوث هذه العمليات.

معدلات استعادة الكلوريد والبروميد تعتمد على ظروف الانحلال الحراري وتكوين محلول الامتصاص. يجب تحديد الكلوريد والبروميد بشكل منفصل لأن زمن الانحلال الحراري مختلف. يجب أن يكون تركيز هيدروكسيد الصوديوم في محلول الامتصاص أعلى بكثير من تركيز الهاليد (على الأقل 1:10).

إضافة الثيوسلفات إلى محلول الامتصاص ضروري عند تحديد البروميد. يجب أن يكون الثيوسلفات بكمية زائدة مقارنة بالبروميد.

ملخص:

للكشف الكمي عن مركبات الكلور والبروم عن طريق هضم الاحتراق والكشف الكروماتوغرافي الأيوني في المصفوفات المعقدة ، قمنا بفحص ظروف الانحلال الحراري والامتصاص باستخدام مركبات الهالوجين العضوي القياسية وقمنا بتحسين معدلات الاسترداد. ومن هذا المنطلق ، أنشأنا إجراءين قياسيين للعمل يأخذان في الاعتبار المتطلبات المختلفة للهالوجين في ظروف الانحلال الحراري والامتصاص ويتيحان تحديد هذه الهالوجينات حتى في التركيزات غير المعروفة في المصفوفات المعقدة ذات معدلات الاسترداد الموثوقة.

المؤلفات:
[1] سودرستروم ، ج. ماركل ، إس.: البيئة. علوم. تكنول. 1959 ، 36 ، (2002)
[2] مياكي ، واي ميكا ، ك.أورانو ، ك. مجلة الكروماتوغرافيا أ ، 1139 ، 63 (2007)

دكتور. سابين ويلبولد
هاتف: 02461 / 61-6063
الفاكس: 02461 / 61-2560
[البريد الإلكتروني & # 160 محمي]

دانييلا جيسيكوس
هاتف: 02461 / 61-2097
الفاكس: 02461 / 61-2560
[البريد الإلكتروني & # 160 محمي]

رالف بولوسن
هاتف: 02461 / 61-6792
الفاكس: 02461 / 61-2560
[البريد الإلكتروني & # 160 محمي]

قسم الكيماويات المركزي
التحليل (ZCH)

مركز الأبحاث Jülich GmbH


تحليل مضان الأشعة السينية

ال تحليل مضان الأشعة السينية (RFA) أيضًا مطيافية الأشعة السينية (RFS) تسمى (الإنجليزية & # 32 مطيافية الأشعة السينية ، XRF الطيفي) طريقة من تحليل المواد. إنها إحدى الطرق الأكثر استخدامًا للتحديد النوعي والكمي للتكوين الأولي للعينة ، نظرًا لأن العينات لا يتم إتلافها بالقياس ولا يلزم إجراء عمليات هضم. يستخدم على نطاق واسع بشكل خاص في صناعة المعادن ، في فحص الزجاج والسيراميك ومواد البناء ، وكذلك في تحليل مواد التشحيم ومنتجات الزيوت المعدنية. حد الكشف هو حوالي ميكروجرام لكل جرام (جزء في المليون).

يعود إلى محاولات ريتشارد جلوكر وهانس فيلهلم شرايبر في عام 1929.


الكيمياء والفيزياء - بحث قوي على التوالي

للمرة الثالثة على التوالي ، جعل موضوعا الكيمياء والفيزياء في جامعة غوتنغن من أقوى الباحثين في تصنيف الأبحاث لعام 2009 لمركز التطوير الجامعي (CHE).

وهذا ما قامت به العلوم الطبيعية والرياضيات والطب وطب الأسنان وكذلك الصيدلة للتقييم الحالي. يتم تمثيل جامعة Georg-August-Universität أيضًا في المجموعة الأولى من الباحثين الأقوياء بموضوعات علم الأحياء والرياضيات.

"نصنف موضوعًا على أنه قوي في البحث إذا وصل إلى المجموعة الأولى على الأقل في نصف المؤشرات التي شملها الاستطلاع. في العلوم الطبيعية يمكننا الآن أن ننظر إلى الوراء في ثلاث دورات من المقارنة. ويوضح أن حوالي ثلثي المجالات المتخصصة الأعلى لهذا العام تم تمثيلها أيضًا في المجموعات العليا في عامي 2006 و 2003 "، يوضح د. Sonja Berghoff ، مدير مشروع تصنيف CHE البحثي في ​​جوترسلوه.

تم إعطاء أربعة مؤشرات كحد أقصى مرتين. تم إدراج أموال الجهات الخارجية والمنشورات والدكتوراه والاختراعات (المطلقة) وأموال الطرف الثالث والاقتباسات والدكتوراه والاختراعات (النسبية). نتج عن القيم العليا لأربعة مؤشرات وضع في المجموعة العليا.
حققت الكيمياء خمسة من أصل ثمانية مناصب عليا. تمت مقارنة 52 جامعة بهذا الموضوع. هنا تمكنت LMU و TU Munich من تحقيق أعلى قيمة.

في الفيزياء ، دخلت 57 جامعة في الترتيب. مثل Erlangen-Nuremberg و Hamburg و Heidelberg و Karlsruhe و LMU Munich ، حصلت Göttingen Physics على ستة مراكز عليا من أصل ثمانية يمكن تحقيقها.

مع سبعة مراكز عليا من أصل سبعة ، حققت الرياضيات أعلى قيمة في الترتيب. ومن ثم فإن علماء الرياضيات في غوتنغن يميزون أنفسهم بوضوح عن 62 جامعة مقارنة.

تم فحص 50 جامعة في مجال علم الأحياء. مع خمس من أصل ثماني قيم يمكن تحقيقها ، حقق غوتنغن مكانًا بعد توبنغن وفرايبورغ وبرلين وهايدلبرغ وكولونيا والجامعة التقنية في ميونيخ.

في طب الأسنان ، حقق المركز الطبي الجامعي في غوتنجن المركز المتوسط ​​فقط بين 28 جامعة تم فحصها وخرجت من مجموعة الجامعات البحثية المكثفة ، والتي حققها في عام 2006 ، بقيمة عليا واحدة فقط. الطب البشري أيضا في المجموعة الوسطى. هنا ، من بين 35 كلية تم فحصها ، تأتي توبنغن وكولونيا وميونيخ في المقدمة.

أعلن CHE أنه يمكن وضع هيئة تدريس واحدة على الأقل من بين 51 جامعة ذات تركيز بحثي قوي. 34 جامعة ، من ناحية أخرى ، لم تنجح في هذا الموضوع في مادة واحدة ، على الرغم من إدراج سبع منها في الترتيب بعشرة مواد أو أكثر. في النظرة العامة للموضوعات وتصنيفات السنوات السابقة ، حققت غوتنغن 13 موضوعًا. لدى القائدين إرلانجن نورمبرج ودريسدن 16 موضوعًا بحثيًا مكثفًا كحد أقصى لتقديمهما.


الملخص

في هذه الورقة ، قمنا بتحليل نماذج مختلفة لهيكل الكفاءة للبحث العلمي باستخدام بيانات من تقييم المعايير التعليمية في ألمانيا. لقد درسنا ما إذا كان (1) مجال عام ، (2) مجال محدد (علم الأحياء ، الكيمياء ، الفيزياء) ، (3) متعلق بالعملية (سؤال وفرضية البحث ، تصميم الدراسة ، تحليل البيانات) أو (4) المجال و يناسب النموذج المرتبط بالعملية البيانات بشكل أفضل. تم اختبار النماذج الأربعة مع 290 ​​عنصرًا باستخدام نمذجة IRT للبيانات من 9044 طالبًا في الصفين التاسع والعاشر. تشير نتائجنا إلى أن المجال والنموذج المرتبط بالعملية يمثل البيانات التجريبية بشكل أفضل. تمت مناقشة إمكانات هذا النموذج في علم أصول التدريس.


دكتور. أندريا شينشك
هاتف: +49 3378209-214
البريد الإلكتروني: د. أندريا شينشك

لذلك من الملح بالنسبة للمعلمين في الأشهر القليلة الأولى التعرف على نقطة البداية لتعلم طلابهم وتعريفهم بالمتطلبات الجديدة. تدعم إدارة التعليم والشباب والأسرة في مجلس الشيوخ في برلين ووزارة التعليم والشباب والرياضة في ولاية براندنبورغ أعضاء هيئة التدريس. بالنسبة للدروس في الصف السابع ، فإنها توفر أداة لتشخيص حالة التعلم للطلاب وبالتالي لتطوير الجودة وضمان الجودة.

بالنسبة للمواد الدراسية الألمانية والرياضية والإنجليزية والفرنسية كلغة أجنبية أولى ، تتلقى المدارس كتابًا تدريبيًا لجميع التلاميذ بمهام مخصصة للمستويات C و D و E من إطار المناهج الدراسية للصف الأول. بالنسبة للغة الأجنبية الأولى ، تتلقى المدارس أيضًا أقراصًا مدمجة تحتوي على جلسات استماع بلغة أجنبية. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد في مدارس العلوم الطبيعية ، الأحياء والكيمياء والفيزياء ، كتيب سنوي للطلاب والمعلمين متاح للتنزيل "نقطة انطلاق للتعلم في العلوم الطبيعية 7". تم تطوير مهام تحديد نقطة البداية للتعلم في مواضيع العلوم الطبيعية من قبل أكاديمية iMINT في برلين بالتعاون مع LISUM Berlin-Brandenburg.

إن تحديد موقف التعلم الأولي ليس اختبارًا يتبعه تقييم ، ولكنه مهام يتم من خلالها تحديد الكفاءات التي يمتلكها الطلاب بالفعل وما هي مقاييس التنمية الفردية المستمدة من ذلك ، حول نجاح التعلم لتكون قادرة على ضمان في المرحلة الإعدادية الثانوية. تتم مناقشة نتائج المهام مع الطلاب ومعالجتها بطريقة تمنح الآباء أيضًا نظرة ثاقبة مفهومة على مستوى الأداء والتدابير اللازمة للترقية.

في ولاية براندنبورغ ، وفقًا للرقم 3.2 من المنشور 3/17 الصادر في 9 فبراير 2017 ، تلتزم المدارس المعتمدة للتعليم المشترك بالمشاركة في تسجيل حالة التعلم الأولية. بالنسبة للمدارس الثانوية العامة الأخرى في براندنبورغ ، فإن المشاركة طوعية.

وفقًا للفصل 5 ، القسم 19 ، رقم 1 من Sek I-VO ، يجب إجراء تشخيص التعلم كأساس للتقدم الفردي على الأقل في مواد اللغة الألمانية والرياضيات واللغات الأجنبية في مدارس التعليم العام الثانوية في برلين. لهذا الغرض ، يمكن للمدارس استخدام المواد المتاحة لتحديد حالة التعلم الأولية للطلاب.


4. نتائج البحث في النمذجة الحسابية في الأدب

كما ذكرنا سابقًا ، تتنوع الأسباب التعليمية لإدراج النمذجة الحسابية في مناهج الفيزياء. لذلك ، تم إجراء أبحاث مختلفة للتحقيق في آثار النمذجة الحاسوبية في المدارس والجامعات ، بدءًا من جوانب طبيعة العلم إلى التفكير النظامي ومعرفة المحتوى. يتم إعطاء لمحة موجزة عن النتائج هنا.

كان هناك تغييران رئيسيان في بنية المقرر الدراسي في الفيزياء التمهيدية في الولايات المتحدة في الثمانينيات من القرن الماضي والتي تضمنت النمذجة الحاسوبية. M.U.P.P.E.T. كان المشروع عبارة عن دراسة إصلاح المناهج الدراسية التي تضمنت أجهزة الكمبيوتر لتحليل الأنظمة الفيزيائية الحقيقية. من خلال تضمين برمجة الطلاب في باسكال في الفيزياء التمهيدية في أواخر الثمانينيات ، تمكن ريش وويلسون [11] من تغيير المنهج بطريقة يمكن إدخال المهارات المهنية ، مثل المهارات النظرية والنمذجة ، في مرحلة مبكرة ، مما يؤدي إلى إلى زيادة كبيرة في المشاريع البحثية القيمة التي يقوم بها طلابهم.

في المقابل ، قرر مبتكرو Workshop Physics عدم تضمين لغات البرمجة في برنامجهم من أجل التركيز على الفيزياء بدلاً من الحساب. استخدموا الكمبيوتر بطرق مختلفة وأعادوا هيكلة الفيزياء التمهيدية بالكامل ، مع إضافة النمذجة الرياضية باستخدام برنامج جداول البيانات. كانت هناك تقييمات مختلفة ، تُظهر أن الفهم المفاهيمي للميكانيكا كان أعلى مما هو عليه في النهج التقليدي [45] وأن اهتمام الطلاب بدراسة الفيزياء تحسن دون تدهور بالنسبة للنهج الكلاسيكي في القدرة على حل مشاكل الكتاب المدرسي الكلاسيكي [46] ]. بسبب التغييرات الشاملة التي تم إجراؤها ، من غير الواضح أي جزء من النمذجة الحاسوبية كان الأكثر أهمية في إنجازات ورشة العمل.

وفقا ل Schecker ، Klieme وآخرون ([47] ، ص 21) ، كانت الدراسات في التسعينيات حول أنظمة بناء النماذج التي أجريت في ألمانيا أقل تركيزًا على نقل معرفة المحتوى الخاص بموضوع معين ، بدلاً من تعزيز المهارات مثل التفكير النظامي بشكل عام ([48] [49) ] ، ص 337). بينما تشير بعض نتائج الدراسات المعملية إلى أنه يمكن استخدام مثل هذه البرامج لتعليم التفكير المنظومي في الفصل ، إلا أن الدراسات الميدانية في مواضيع مختلفة [50] لم تظهر مثل هذه التأثيرات ([47] ، ص 21).

منذ ذلك الحين ، تُستخدم أنظمة النمذجة بشكل أساسي لتعليم معرفة المحتوى المادي في المدارس. بيثج آخر التحقق من أجرى عدة أشهر من الاختبارات في دورات الفيزياء المختلفة (الصفوف 11 إلى 13) في بريمن [2 ، 31 ، 34 ، 51]. الدراسة الرئيسية الوحيدة في ألمانيا حول تدريس معرفة المحتوى المادي في المدارس هي مشروع "تعلم الفيزياء باستخدام أنظمة النمذجة" ، بتمويل من مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG) ، والذي تم تنفيذه بين عامي 1996 و 1999 في جامعة بريمن و معهد البحوث التربوية في بون ([47] ، ص 3 [52] ، ص 230). في دورتين متقدمتين للفيزياء في الصف الحادي عشر ، تم استخدام برنامج نمذجة STELLA خلال خمس وقت التدريس - بشكل رئيسي في مجموعات صغيرة تعمل مع أجهزة الكمبيوتر. في المقابل ، لم يكن للدورتين المتقدمتين للمجموعة الضابطة أي استخدام للكمبيوتر في دروسهما. كانت إحدى الفرضيات هي أن الطلاب الذين عملوا مع برنامج النمذجة يحققون مستوى أعلى من الكفاءة البدنية المفاهيمية من أقرانهم الذين تم تدريسهم تقليديًا. على وجه الخصوص ، كان الافتراض أن هذه الكفاءة الأعلى ستُترجم إلى قدرة أعلى للتحليلات المفاهيمية النوعية وشبه الكمية. ومع ذلك ، لم يتم تأكيد هذه الفرضية في الدراسة ([47] ، ص 11 [53] ، ص 87).

كانت هناك فرضية أخرى مفادها أن الطلاب الذين استخدموا برنامج النمذجة بشكل متكرر في مجال الميكانيكا سيكونون قادرين على تطبيق إستراتيجية حل المشكلات التي تم تعلمها من خلال النمذجة في المواقف الجديدة التي لا تتطلب بالضرورة أي نمذجة. لاختبار هذه الفرضية ، أجريت مقابلات تجريبية ، طُلب من الطلاب فيها وصف وشرح حركة عربة في عرض تجريبي. أظهرت النتائج أن الجدل الصحيح جسديًا بخصوص القوى الميكانيكية كان أكثر تكرارا في المجموعة التجريبية منه في المجموعة الضابطة ([47] ، ص 12 [54] ، ص 73). ومع ذلك ، أظهر المسح النهائي في نهاية الصف الحادي عشر عدم وجود ميزة معنوية للمجموعة التجريبية فيما يتعلق بالقوى غير الميكانيكية ، والتي تم تدريسها في النصف الثاني من الصف الحادي عشر ([47] ، ص 12 [54]). ص 71 + 73). لكن بشكل مشجع ، أكدت الدراسة الفرضية القائلة بأن الطلاب في المجموعة التجريبية يستخدمون بنى أساسية مألوفة مثل النموذج القياسي عند نمذجة المهام الجديدة في الميكانيكا ([47] ، ص 13). ومع ذلك ، فإن الفرضية القائلة بأن الطلاب في المجموعة التجريبية لديهم قدرات أعلى في التفكير المنظومي في مجال الميكانيكا مقارنة بأقرانهم الذين تم تدريسهم تقليديًا لم تدعمها الدراسة.

بشكل عام ، أظهرت دراسة DFG أن تطوير الأفكار النيوتونية من خلال التدريس باستخدام برنامج بناء النماذج STELLA لم يتحسن بالقدر الذي كان متوقعًا في السابق. على الرغم من تعزيز المهارات شبه الكمية لوصف وتوقع تسلسل الحركة ، إلا أنه لا يمكن العثور على اختلافات في الفصول التي يتم تدريسها تقليديًا فيما يتعلق بفهم الطلاب الأساسي للمفاهيم الأساسية لميكانيكا نيوتن والمهام الكمية الموجهة نحو المعادلة ([47] ، ص 25. ). وفقًا لهذه الدراسة ، فإن التأثيرات على تطور التفكير النظامي تقتصر أيضًا على المجال شبه الكمي. المدقق ، Klieme وآخرون لذلك توصلوا إلى الاستنتاج التالي:في مفهوم التدريس الذي تم التحقيق فيه ، أثبتت أنظمة بناء النماذج فعاليتها فقط في تعزيز فهم مادي أفضل ، ولكن ليس كوسيلة لتعزيز الكفاءات الشاملة([47] ، ص 25). في حين أن برمجيات النمذجة الرسومية يمكن أن تعزز بالتالي المشاركة العامة مع الفيزياء وطرقها ، فإن تأثيرات النمذجة على زيادة معرفة المحتوى تظل محدودة ([55] ، ص 151). ومع ذلك ، فإن الحجة القوية لصالح استخدام برامج النمذجة في تدريس الميكانيكا هي أنها تدعم الطلاب في تطوير منظور نيوتن للقوى الميكانيكية.

في دراسة أجراها ساندر [34] على 13 مدرسًا للفيزياء قبل الخدمة في إحدى الجامعات الألمانية ، تم استخدام برنامج النمذجة STELLA فيما يتعلق بتجارب حقيقية خلال ثماني جلسات معملية لمدة ساعتين خلال الفصل الدراسي الأول للطلاب. وجد أن الطلاب يميلون إلى مناقشة الجوانب النظرية بشكل أكبر عند العمل مع برنامج النمذجة مقارنةً بهم فقط عند إجراء التجارب. وتجدر الإشارة ، مع ذلك ، إلى أن الطلاب ناقشوا المزيد من الجوانب النظرية خلال المقابلة المعملية المعتادة مع مشرفهم ([34] ، ص 121). بشكل عام ، أدى استخدام نظام النمذجة إلى تعزيز الدراسة النوعية المفاهيمية للفيزياء ([34] ، ص 215). لقد ثبت أن النمذجة طريقة واعدة لتوحيد المعرفة وتعميقها ، ولكن ليس لتطوير المعرفة المفاهيمية الجديدة. على الرغم من اتباع الأفكار والاستراتيجيات الفردية ، إلا أن الصياغة الواعية للفرضيات ، على سبيل المثال ، حدثت فقط إلى حد محدود. على عكس التوقعات الأصلية ، لم يتم تحفيز التفاعل المكثف بين النمذجة والتجربة بشكل كافٍ. في الدراسة ، تم تفسير ذلك من خلال قيود البرنامج. على وجه الخصوص ، تم انتقاد أنه لم يكن من الممكن تداخل القيم المقاسة ونتائج المحاكاة في نفس النافذة باستخدام برنامج النمذجة STELLA. من المفترض أن هذا القيد في البرنامج فضل بشكل خاص المقارنات السطحية فيما يتعلق بتقدم المنحنى ([34] ، ص 243).

دراسة أخرى ، شارك فيها ستة طلاب في المجموعة التجريبية ، عملوا على تجربتين مع برنامج نمذجة STELLA ، والذي تم تنفيذه بواسطة Hucke and Fischer [56]. تم توضيح أن الطلاب يهتمون أكثر بالعلاقات الجسدية عند النمذجة ، ولكن لم تكن هناك سوى تغييرات قليلة في خرائط المفاهيم ([56] ، ص 252). علاوة على ذلك ، أظهرت دراسة أجرتها Tinker [33] أنها تلعب أيضًا دورًا حيث يتم استخدام برامج النمذجة. في الدراسة ، تم استخدام برنامج النمذجة STELLA في الرياضيات للطلاب الذين تتراوح أعمارهم بين 14 عامًا وأكثر لتقديم المفاهيم الأساسية لحساب التفاضل والتكامل. تشير الدراسة إلى صعوبات في التعامل مع المصطلحات الحالة والمعدل وفي تفسير الرسوم البيانية الناتجة ، وبالتالي خلصت إلى أن STELLA ليست أداة مثالية لتعلم هذه المفاهيم. بالنسبة للفيزياء ، يتوقع مؤلف الدراسة وجود مشاكل في التدفقات الداخلة والخارجة التي تتحكم فيها الصمامات ، حيث ليس لها معنى ملموس في الفيزياء (ما الذي يتدفق في "سرعة" المخزون؟).

باستخدام التعليم المتمحور حول المعلم ، استخدم Wilhelm ([1] ، ص 64-83) النمذجة الحسابية (مع "VisEdit") في عدة فصول في الصف الحادي عشر بعد دورة الميكانيكا التقليدية. وجد أن الطلاب ركزوا على وظائف الحركة المحددة ، لكنهم لم يعرفوا التعاريف الأساسية الخامس = Δx /Δر آخر أ = Δالخامس /Δر. علاوة على ذلك ، لم يعرفوا كيف يتعاملون مع قوى متعددة منذ المعادلة F. = م أ تم تفسيره على أنه يمتلك قوة واحدة فقط. بالإضافة إلى ذلك ، أشاروا دائمًا إلى القوات بدون الإشارة اللازمة للإشارة إلى اتجاههم. ومع ذلك ، أشاد الطلاب بشدة باستخدام البرنامج. علاوة على ذلك ، أظهرت دراسة استقصائية أنهم كانوا أكثر عرضة للاعتقاد بأن للفيزياء علاقة بحياتهم اليومية. يمكن أيضًا رؤية تغييرات كبيرة في خرائط المفاهيم التي طُلب من الطلاب رسمها قبل وبعد الوحدة التعليمية. قبل وحدة التدريس ، كانت السرعة هي الكمية المادية الأساسية للطلاب وكان عدد قليل منهم فقط قادرًا على تحديد الكميات التي تحدد التسارع بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك ، ذكر الثلث خطأً أن التسارع والكتلة كان لهما تأثير على القوة ، والذي ربما تم استنتاجه بشكل خاطئ من الصيغة بعد وحدة التدريس ، أصبح التسارع هو الكمية الأساسية في خرائط مفاهيم الطلاب. كان "مجموع القوى المؤثرة" مهمًا أيضًا وذكر الطلاب بشكل متكرر أن القوى والكتلة تحدد التسارع. بناءً على هذه النتائج ، يمكن افتراض أن الطلاب طوروا فهمًا هيكليًا أعمق للديناميكيات. في دراسة أخرى ([1] ، ص. 211-215) ، حيث تم استخدام النمذجة الحسابية في دروس الميكانيكا في الصف الحادي عشر جنبًا إلى جنب مع المحتوى ، تم الإبلاغ عن نتائج إيجابية مماثلة.

منهج تعليم النمذجة هو برنامج قائم على البحث لإصلاح تعليم العلوم بالمدارس الثانوية بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية في الولايات المتحدة التي حاولت جعل الفيزياء المدرسية أكثر تركيزًا على الطالب أثناء استخدام الكمبيوتر كأداة علمية أساسية [57]. كان الاختبار العلمي لحدود النماذج المادية محور تركيز المنهج الدراسي. أظهرت البيانات الخاصة بـ 20،000 طالب أن التركيز على النماذج وتركيزها على الاستفسار ساعد الطلاب على اكتساب فهم أفضل للفيزياء مقارنة بالنهج التقليدي [57] ، كما شجعهم على المشاركة في الفصل [58] ، مما أدى إلى تحسين إدراكهم للفيزياء. طبيعة العلم [59] وعزز كفاءتهم الذاتية [60]. بينما لم يكن الحساب العددي والنمذجة الحسابية في الأصل جزءًا من منهج كاباليرو وآخرون نجحت في تضمين مشاكل العالم الحقيقي في إطار العمل باستخدام "VPython" مع طلاب الصف التاسع [40]. وجدوا أن طلاب المدارس الثانوية قادرون على الانخراط في التفكير الحسابي في سياق الفيزياء وقادرون على استخدام الحساب العددي. نظرًا للوقت الذي كان على الطلاب أن يقضيه في تعلم "VPython" وإعادة تعلمه ، فإنهم يوصون بتكامل أكثر إحكامًا في كل دورة نمذجة لمنهج تعليم النمذجة ويخططون لتوفير المزيد من السقالات. وجدوا أيضًا أن نجاح الطلاب كان مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بقدرتهم على ربط معرفة الفيزياء والحساب [61] ، مما يعني أن الطلاب الذين قدموا وجهة نظر محلية تكرارية ووجهة نظر سببية قسرية في المقابلات كانوا على الأرجح ينجحون في تكوين نموذج عمل. تمكن ثلث الطلاب من بناء نموذج لنظام مادي جديد وبالتالي إكمال مهمة البرمجة. يبقى أن نرى ما إذا كان رمز أكثر سقالة وتكاملًا أفضل في الدورة التدريبية يؤدي إلى معدل نجاح أعلى لطلاب المدارس الثانوية.

في دراسة أخرى أجريت على 1357 طالبًا في الفيزياء التمهيدية بالجامعة ، استخدموا أيضًا بيئة VPython في عام 2012 ، حيث تضمن 11 من أصل 13 مختبرًا للميكانيكا نشاطًا للنمذجة الحاسوبية وقام الطلاب أيضًا بحل 13 مشكلة في الواجبات المنزلية للنمذجة الحسابية ، Caballero وآخرون وجدت أنه بعد إكمال المهام المذكورة ، كان 60.4٪ من الطلاب قادرين على صياغة مشكلة جديدة بنجاح [62]. أظهر تحليل الكتلة المفصل بالإضافة إلى ذلك أن المشاكل الأكثر شيوعًا أثناء إنشاء النموذج كانت مرتبطة بحساب صافي القوة المؤثرة على الكائن. In a different study of Caballero and Pollock students carried out self-chosen modelling projects with Mathematica and remarked that the transition from physics on paper to physics on a computer was very important for their understanding of physics [63]. Additionally, most students saw the computational tasks as a boost for their confidence and motivation.

Based on these positive results, Irving et al developed a practice focused learning environment (P 3 ) for university students structured around computational modelling [64] that is built on matter and interactions (M and I) [65]. P 3 introduces modern problem-solving tools and focuses on core fundamental principles instead of certain seemingly isolated formulas. The course consists of 30 complex real-world problems. Computational modelling is used in seven of them. Their first results showed an average normalised gain of 0.60 in the FMCE test for the P 3 environment, while traditional introductory physics lead to an average normalised gain of 0.10–0.35. They also reported a slightly positive shift in CLASS-scores, which measures the cognitive attitudes towards nature of science. It is also used as an indicator whether students like physics. CLASS-scores normally tend to go down during other introductory physics courses [64]. Other universities successfully used 'Modellus' to create a new course based on computational modelling [66]. The use of 'Modellus' also improved the performance in the interpretation of kinematics graphs [67]. Burke and Atherton designed a project-based computational physics course that was focused on expert practice using Mathematica and Python and analysed the initial implementation. They found that their students drastically improved in carrying out these projects during the semester and rated the course highly [68]. Similarly, in an interview study carried out by Hawkins et al most of the participating students held the opinion that their use of 'VPython' to model three different problems helped them to learn physics [69]. Furthermore, they structured students' statements regarding the theme 'Computation helps to Learn Physics' into categories. The most popular statements were that the practice of computation ('thinking like a physicist') helps to learn physics and computation helps to build a conceptual understanding of physics.

Work from Benacka investigates the motivating effects of using spreadsheet modelling of real-world physics problems [70, 71]. For example, 97% of high school students that modelled one of three mechanics problems, that are normally not part of high school physics, with 'Excel' using the Euler Method found the lesson very interesting [72].


Verwendung

Das Salz wird als mildes Oxidationsmittel bei organischen Synthesen eingesetzt. In der Analytik wird es zum Nachweis von Eisen(II)-Ionen verwendet. Dabei entsteht das sogenannte Berliner Blau.

$ mathrm + [Fe(CN)_6]^ <3-> ightleftharpoons Fe^ <3+>+ [Fe(CN)_6]^<4->> $

Cyanotypien werden mit Kaliumhexacyanidoferrat(III) hergestellt. Außerdem wird es in der Färberei, als Stahlhärtungsmittel, als Holzbeize und in der Fotografie verwendet, z. B. als Teil des Farmerschen Abschwächers.

Bei unsachgemäßem Umgang kann sich aus Kaliumhexacyanidoferrat(III) durch verschiedene Reaktionen die sehr giftige Blausäure (Cyanwasserstoff) bilden. Diese Gefahr ist insbesondere bei Reaktionen mit starken Säuren unter Wärmeeinwirkung gegeben. Auch beim Kontakt mit starken Säuren in der Kälte kann unter ungünstigen Umständen Blausäure freiwerden, da Kaliumhexacyanidoferrat(III) im Gegensatz zu Kaliumhexacyanidoferrat(II) einen schwachen Ligandenaustausch von Wasser und Cyanid zeigt.


ChemgaPedia-Umfrage 2009 - Auswertung - Chemie und Physik

Im Laufe der letzten 25 Jahre ist der Einsatz von Experimenten als Forschungsmethode in den Wirtschaftswissenschaften immer populärer geworden. Im Gegensatz zu naturwissenschaftlichen Experimenten, wie sie in der Physik und der Chemie durchgeführt werden, sind ökonomische Experimente Verhaltensexperimente. Ziel ist, das tatsächliche Entscheidungsverhalten von Individuen in ökonomisch relevanten Kontexten (z.B. Bieterverhalten in einer Auktion, Verdrängungswettbewerb, Teamarbeit und Kooperation) in einer kontrollierten Umgebung (Labor) zu analysieren und so die Prognosen theoretischer Modelle auf den Prüfstand zu stellen.

Die Arbeit sollte sich auf einen der folgenden zwei Schwerpunkte konzentrieren:

(1) Programmiertechnische Umsetzung eines vorgegebenen Experimentdesigns in JAVA oder z-tree sowie die testweise Durchführung des Experiments. Bestandteile des zu entwickelnden Tools sind neben dem eigentlichen Programm die Anfertigung sogenannter Mock-Ups sowie die Berücksichtigung von Schnittstellen zum Auslesen der Daten in Excel oder SPSS. Das Experiment selbst wird in Absprache mit dem Betreuer bestimmt.
(2) Auswertung (d.h. Aufbereitung, Darstellung und Interpretation) experimentell erhobener Daten mit den üblichen Instrumenten der statistischen Datenanalyse. Die Auswertung muss sich dabei eng an den (bereits vorgegebenen) Hypothesen des Experiments orientieren und sollte auch eine kritische Diskussion der Grenzen und Schwächen der statistischen Analyse beinhalten. Das Experiment selbst wird in Absprache mit dem Betreuer bestimmt.

Anforderungen:

Für Schwerpunkt (1) dieser Arbeit sind gute Programmierkenntnisse in JAVA von Vorteil, mindestens jedoch Grundkenntnisse sowie die Bereitschaft, sich in eine Experimentalsoftware (entweder in JAVA oder z-tree programmiert) einzuarbeiten.
Für Schwerpunkt (2) dieser Arbeit sind gute Statistikkenntnisse (insb. statistische Testverfahren) von Vorteil.
Für beide Schwerpunkte sind Kenntnisse im Bereich der experimentellen Wirtschaftsforschung von Vorteil, werden aber nicht zwingend vorausgesetzt.


ChemgaPedia-Umfrage 2009 - Auswertung - Chemie und Physik

Dienstag, 15. September 2009, 9.15 - 12.15 Uhr, Hörsaal II, Geb ude C6.3

Erlaubte Hilfsmittel:
- Ein handschriftlicher(!) Spickzettel in Form eines A4-Blatts (Vorder- und R ckseite) mit beliebigem Inhalt
- Taschenrechner

Bitte Studenten- und Personalausweis zur Klausur mitbringen!

Die Klausur besteht aus 2 Teilen, in denen zusammen maximal 30 Punkte erreichbar sind:

Teil 1: Versuchsbeschreibung und Fragen zu der den Versuchen zugrundeliegenden Physik (max. 10 Punkte). Von den gestellten Aufgaben können Sie nur eine zur Bearbeitung auswählen.

Teil 2: 20 Aufgaben im Multiple-Choice-Verfahren (max. 20 Punkte).

Anrechnung der Punkte aus den Übungen zur Vorlesung im WS 2008/09: Es konnten maximal 30 Punkte in den Übungen erzielt werden. Diese werden auf eine 5-Punkte-Skala umgerechnet. Somit können Sie maximal 5 Punkte als Bonuspunkte aus den Übungen in die Klausur mitbringen.

Diese Infos und Beispielaufgaben aus früheren Klausuren finden Sie in dieser PDF-Datei. انتباه: Zwei der Lösungen der Beispielaufgaben enthalten Fehler, versuchen Sie die Aufgaben "richtig" zu lösen.

Abholen des Scheins fr hestens ab 6. August 2009. Wenden Sie sich an einen der Leiter des Praktikums, falls Sie den Schein unbedingt früher benötigen.
Abholen der Scheine:
Sekretariat Prof. Wichert (Frau Gabi Müller), Gebäude E2.6, Zimmer 1.20 oder bei M. Deicher, Gebäude E2.6, Zimmer 1.11.

Denken Sie daran, mit dem Semesterende beginnt die Urlaubs- und Konferenzzeit. Dadurch sind die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen nicht immer erreichbar. Falls es "brennt", wenden Sie sich bitte an einen der Praktikumsleiter.

Dienstag, 4. August 2009, 9.15 - 12.15 Uhr, Großer Hörsaal, Geb ude C6.3

Erlaubte Hilfsmittel:
- Ein handschriftlicher(!) Spickzettel in Form eines A4-Blatts (Vorder- und R ckseite) mit beliebigem Inhalt
- Taschenrechner

Bitte Studenten- und Personalausweis zur Klausur mitbringen!

Die Klausur besteht aus 2 Teilen, in denen zusammen maximal 30 Punkte erreichbar sind:

Teil 1: Versuchsbeschreibung und Fragen zu der den Versuchen zugrundeliegenden Physik (max. 10 Punkte). Von den gestellten Aufgaben können Sie nur eine zur Bearbeitung auswählen.

Teil 2: 20 Aufgaben im Multiple-Choice-Verfahren (max. 20 Punkte).

Anrechnung der Punkte aus den Übungen zur Vorlesung im WS 2008/09: Es konnten maximal 30 Punkte in den Übungen erzielt werden. Diese werden auf eine 5-Punkte-Skala umgerechnet. Somit können Sie maximal 5 Punkte als Bonuspunkte aus den Übungen in die Klausur mitbringen.

Diese Infos und Beispielaufgaben aus früheren Klausuren finden Sie in dieser PDF-Datei. انتباه: Zwei der Lösungen der Beispielaufgaben enthalten Fehler, versuchen Sie die Aufgaben "richtig" zu lösen.


Atemluft von Kinobesuchern verrät Filmszene

Bei manchen Filmen liegt die Spannung förmlich in der Luft – und das nicht nur im übertragenen Sinn. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben während verschiedener Filmvorführungen die Luft in Kinosälen analysiert und festgestellt: Jeder Film hinterlässt ein charakteristisches Muster in der Atemluft.

Ob eine Filmszene spannend, lustig oder eher langweilig ist, lässt sich somit neuerdings auch chemisch bestimmen. Die Mainzer Forscher untersuchten, wie sich die Zusammensetzung der Atemluft veränderte, während Zuschauer Filme unterschiedlicher Genres sahen: Komödien wie "Das erstaunliche Leben des Walter Mitty" und "Buddy" oder Actionfilme wie "Der Hobbit" und den Science Fiction-Thriller "Tribute von Panem". Anhand der Substanzmuster ermittelten die Forscher, wie die Zuschauer auf einzelne Filme reagierten, und zwar Szene für Szene. So konnten sie anhand ihrer Analyse auch rekonstruieren, welche Szene sich auf der Leinwand gerade abspielte. Am eindeutigsten sind die chemischen Muster demnach bei spannenden oder lustigen Szenen.

"Die chemische Signatur des Films 'Die Tribute von Panem' war sehr eindeutig wir haben sie bei unterschiedlichem Publikum immer wieder gemessen", so Prof. Dr. Jonathan Williams, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Chemie. "An der Stelle, an der die Heldin um ihr Leben kämpft, stiegen die Werte für Kohlendioxid und Isopren in der Abluft immer deutlich an", ergänzt der Atmosphärenchemiker, der mit seinem Team sonst erforscht, welche Moleküle beispielsweise von Regenwäldern emittiert werden. Isopren ist eine von über 800 chemischen Verbindungen, die gesunde Menschen neben Kohlendioxid typischerweise in winzigen Mengen ausatmen. Welche physiologischen Prozesse der Bildung der Moleküle zugrunde liegen, ist jedoch weitgehend unbekannt.

Eine Erklärung für die ansteigenden Kohlendioxid- und Isoprenwerte sehen die Mainzer Wissenschaftler darin, dass sich die Kinobesucher bei aufregenden Filmszenen anspannen, unruhig werden und schneller atmen. Eine andere molekulare Spur als die Spannungsmomente erzeugten lustige Sequenzen in der Atemluft. "Wir können die Massenspektrogramme deutlich voneinander unterscheiden", erklärt Williams. Die Forscher wissen aber noch nicht, um welche chemischen Verbindungen es sich genau handelt, die Zuschauer bei lustigen Szenen verstärkt ausatmen.

Der menschliche Beitrag zur globalen Konzentration atmosphärischer Spurengase

"Wir haben uns gefragt, ob sich Szenen, in denen unterschiedliche Gefühle angesprochen werden, chemisch voneinander unterscheiden lassen", so Williams, der sich seit geraumer Zeit für den Atem von Menschenmassen interessiert und seine Geräte auch bereits während eines Fußballspiels im Mainzer Fußballstadion zum Einsatz brachte. Williams wollte nämlich herausfinden, ob der Atem der Menschheit wesentlich zu den Konzentrationen von Spurengasen wie etwa den Treibhausgasen Kohlendioxid und Isopren beiträgt. Der Analyse im Fußballstadion zufolge tut er das nicht, allerdings verlief die Partie auch wenig aufregend und endete 0:0. Daher wollten Williams und seine Kollegen die menschlichen Emissionen während emotionalerer Erlebnisse analysieren und verfielen auf Kinovorführungen.

Neue Möglichkeiten für Forschung und Industrie

"Es scheint, dass wir eindeutig messen können, ob Spannung in der Luft liegt." Williams sieht in den Atemmessungen großes Potenzial etwa für die Erforschung des menschlichen Atems, die Rückschlüsse auf den Stoffwechsel erlaubt. Messungen in der Atemluft großer Menschenmengen bieten so auch eine Alternative zu Studien an Individuen, für die zunehmend ethische Hürden errichtet werden.

Studien der Atemluft größerer Menschenmengen könnten aber auch praktische Anwendungen finden. So könnte beispielsweise die Werbeindustrie schnell und objektiv messen, wie emotionale Reize auf eine ganze Gruppe von Menschen wirken, ohne langwierige Umfragen durchführen zu müssen.

Attribute für Filmszenen und Messgeräte im Technikraum

Insgesamt 16 verschiedene Filme, die mehrfach, jeweils vor unterschiedlich großem Publikum gezeigt wurden, bezog das Team in seine Studie ein. So brachte es allein "Der Hobbit" auf 15 Wiederholungen. Allen Szenen sämtlicher Filme gaben die Wissenschaftler inhaltliche und relativ gut objektivierbare Attribute, um sie den 30-sekündigen Messintervallen zuordnen zu können. Dazu beurteilte jeder Wissenschaftler unabhängig von seinen Kollegen jede einzelne Szene danach, ob es sich beispielsweise um Komik, Dialog oder Kampf handelte. Nur wenn die Einschätzungen von mehreren übereinstimmten, erhielt eine Szene das jeweilige Attribut.

Für die Messungen installierten die Forscher ihre Messgeräte im Technikraum des Kinos, um in der Abluft des Kinos Kohlendioxid und einhundert weitere chemische Komponenten aus dem Atem des Publikums zu bestimmen. Zu diesem Zweck nutzten sie Massenspektrometer, die alle 30 Sekunden eine Messung machten. Dabei werden chemische Moleküle zunächst ionisiert und in einem elektrischen Feld beschleunigt. Anhand der Verteilung von Ladung zu Masse bestimmt ein Analysator anschließend, um welche Moleküle es sich handelt.

Für die Auswertung der Daten holte sich Williams Unterstützung bei Stefan Kramer, Professor am Institut für Informatik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Sein Institut ist weltweit mitführend im Bereich der systematischen Datenerhebung und -auswertung, dem sogenannten Data Mining. "Ein statistisch eindeutiges chemisches Signal haben wir bei lustigen oder spannenden Szenen erhalten und können diese sogar erkennen, ohne den Film zu sehen", so Dr. Jörg Wicker von der JGU, der die Auswertungsalgorithmen entwickelt hat. Die Informatiker sind bereits auf die Fortsetzung der Studie gespannt. Derzeit werten die Forscher nämlich aus, welche Spuren der Blockbuster "Star Wars" in der Atemluft der Zuschauer hinterlassen hat.


Video: Спонсоры программы Флавамед и Фастум-Гель, анонсы и реклама НТВ, (ديسمبر 2021).