Wer etwas Schweres anheben möchte, braucht starke Muskeln – oder einen Flaschenzug. Was aber, wenn ein Klavier zu stemmen ist und nur ein einzelner Mann am Zugseil steht? Wird er es schaffen, das Klavier hochzuziehen, nur mit Hilfe mehrerer Flaschenzüge?

Der Schal einer Dame klemmt fest unter dem Rad eines Lastwagens. Kann ein einzelner Mann, nur mit Hilfe eines Hebels, einen so gewichtigen Wagen anheben?

Parabolantennen empfangen Radiowellen aus den Tiefen des Alls. Um herauszufinden, wie das funktioniert, lassen wir Bälle in einen Parabolspiegel fallen.

Welchen Gesetzen folgen fallende Kugeln? Unser Team beobachtet das Verhalten verschiedener Kugeln und beschließt, mit den gewonnenen Erkenntnissen einen Großversuch zu starten.

Die Geburtsstunde der modernen Astronomie schlägt im 17. Jahrhundert mit der Erfindung des Teleskops: Ein gebogener Spiegel holt ferne Sterne ganz nah heran.

Vor 200 Jahren war der Rhein ein wilder, reißender Fluss. Ihn zu zähmen, war Anfang des 19. Jahrhunderts die große Vision des Karlsruher Ingenieurs Johann Gottfried Tulla. Aber wie konnte ein Mammutprojekt wie die „Rheinbegradigung“ damals überhaupt gelingen?

Einen Lichtstrahl wollen wir durch ein Gebäude über mehrere Stockwerke lenken, 350 Meter weit! Die einzigen Hilfsmittel: Laserlicht und Spiegel. Ob das gelingt?

In der Antike galt die Erde als Mittelpunkt des Universums. Dieses Weltbild hielt sich über hunderte von Jahren, bis es im Zeitalter der Renaissance durch die Berechnungen genialer Mathematiker ins Wanken kam. Einer von ihnen war Johannes Kepler. Was genau hat er herausgefunden?

Wer im Internet surft, dem begegnet früher oder später der Begriff „Cookie“. Auf Deutsch: „Keks“. Was aber bitteschön, haben Kekse im Computer zu suchen? Oder vielmehr: Was sollen sie bezwecken? Zwar krümeln sie nicht, können einen aber trotzdem ganz schön auf die Nerven gehen...

Ralf ist Bildmischer. Während der Aufzeichnung der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“ sitzt er im Ü-Wagen und beobachtet die Aufnahmen von sechs Kameras. Er ist in ständiger Verbindung mit den Kameraleuten und entscheidet blitzschnell, welche Einstellungen in die Sendung kommen.

Hardy ist Kameramann. Mit seinem Team dreht er diesmal auf einem Hühnerhof. Seine Ausrüstung ist immer dabei: Kameras, Objektive und Stative. Zusammen mit der Filmredakteurin plant Hardy die unterschiedlichen Motive und Kameraeinstellungen, denn Aufbau und Wirkung seiner Bilder sind am Ende ausschlaggebend für den Film.

„Mit Licht malen“, so beschreibt Lichttechniker Glenn seinen Beruf. Unzählige Scheinwerfer müssen die Lichttechniker im SWR-Studio bedienen. Vor jeder Sendungsaufzeichnung legen sie die passenden Lichteinstellungen fest: So können sie Moderationen, Showeinlagen oder Interviews ins rechte Licht rücken…

Juri ist Regisseur bei einer der Doku-Soap. Mit seinem Team begleitet er eine Schülerin bei einem Krankenhauspraktikum. Ein aufregender Tag, den Juri mit den richtigen Bildern in Szene setzen muss – denn seine Geschichte soll spannend, interessant und unterhaltsam sein.

Gert ist Requisiteur und richtet die Drehorte für Fernsehsendungen ein. Manche Requisiten kann Gert aus dem Lager des Senders holen; vieles aber muss er erst organisieren, das heißt leihen, kaufen oder auch selbst herstellen...

Stefan ist Sounddesigner beim SWR-Jugendradio „DASDING“. Sein Job ist es, originelle Toneffekte und Soundcollagen zu erzeugen. Stefan kann mit Tönen und Effekten nahezu alles simulieren, von Tropfsteinhöhlen bis zu Autorennen…

Stefan, Jan und Reinhard sind Tontechniker bei der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“. Sie bedienen und kontrollieren bei dieser Studiosendung alle Mikrofone und Reglerpulte. Alle Töne sollen gut verständlich und im richtigen Verhältnis zueinander aufgenommen und gesendet werden. Da ist Teamarbeit gefragt.

Bea ist Aufnahmeleiterin bei der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“. Sie koordiniert die Proben und Aufzeichnungen und sorgt dafür, dass Team und Gäste rechtzeitig an ihrem Platz sind. Der Zeitplan bei den Dreharbeiten ist eng, Bea hat immer die Uhr im Blick.

Claudia ist Cutterin. Sie arbeitet an einem digitalen Schnittplatz. In Zusammenarbeit mit einer Redakteurin wählt sie Bilder und Töne aus dem Drehmaterial aus, stellt sie neu zusammen, gestaltet Übergänge und schneidet so den Film. Dazu braucht Claudia technisches Know-how und noch einiges mehr…

Christiane ist Maskenbildnerin. Sie schminkt und frisiert Schauspieler für ihre Auftritte vor der Kamera. Christiane hantiert aber nicht nur mit Bürste und Puderquaste, sie knüpft auch falsche Bärte oder Brusthaartoupets und darf die Akteure hässlich machen – wenn das Drehbuch es so will.

Katja ist Social-Media-Redakteurin. Sie arbeitet für unterschiedliche Sendungen und Shows und ist ständig in Kontakt mit den Zuschauern. Über die Plattformen Facebook und Twitter versorgt sie die Fans der Sendungen mit den neuesten Informationen.

Muschda ist Moderatorin bei der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“. Zusammen mit ihrem Kollegen Lukas führt sie durch die Sendung. Sie interviewt die Studiogäste, kündigt Showeinlagen an und moderiert Gespräche. Vor der Kamera stehen, ist aber noch längst nicht alles.

Im Jahr 1517 fordert der Augustinermönch Martin Luther eine grundlegende Reform der Kirche. Mit seinen 95 Thesen will er die Öffentlichkeit wachrütteln. Da kommt ihm gerade recht, dass Johannes Gutenberg etwa 60 Jahre zuvor in Mainz ein revolutionäres Buchdruckverfahren entwickelt hat.

Pumpen wir mit einer Luftpumpe Luft in einen Ball, entsteht ein hoher Druck in der Pumpe, denn die Luft wird beim Pumpen komprimiert. Diese Druckluft wollen wir nutzen, um ein Auto zum Fahren zu bringen.

Ein Vulkanausbruch ist ein faszinierendes aber auch bedrohliches Naturspektakel. Glühende Lavaströme vernichten alles, was sich ihnen in den Weg stellt. Aber wir können auch von Vulkanen profitieren. Sie hinterlassen fruchtbare Böden, heilenden Schwefelschlamm und wertvolle Rohstoffe.

Der Klimawandel verändert das Leben der Grönländer. Die Jagd wird schwieriger, mit Schnee und Eis verbundene Traditionen sterben aus. Das wärmere Klima bringt aber auch Chancen mit sich. Einige wagen den Schritt vom Jäger zum Bauern und sind inzwischen erfolgreiche Schafzüchter und Kartoffelbauern. Ob noch mehr geht, verrät der Film.

Ebbe und Flut sind regelmäßig wiederkehrende Wasserbewegungen der Ozeane. Die Ebbe bezeichnet den Zeitraum, in dem das Wasser sinkt, die Flut die Spanne, in der das Wasser steigt. Dies geschieht im Rhythmus von 12 Stunden und 25 Minuten. Dabei senken und heben sich die Ozeane um bis zu 20 Meter. In Deutschland kann man das Phänomen der Gezeiten besonders an den Küsten beobachten: An der Nordsee gibt es innerhalb eines Tages zweimal Hoch- und zweimal Niedrigwasser. Den in Metern gemessenen Unterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser bezeichnet man als Tidenhub.

Der Mond verursacht Ebbe und Flut

Der Mond bestimmt mit seiner anziehenden Wirkung auf die Erde die Gezeiten. Dabei wirkt der Mond wie ein Magnet und zieht das Wasser von der Erde weg. Auf der mondzugewandten Seite der Erde entsteht dadurch ein Flutberg, ebenso wie auf der mondabgewandten Seite. Beide Flutberge sind etwa einen halben Meter hoch. Dazwischen liegen zwei Ebbtäler. Innerhalb eines Tages dreht sich die Erde unter den beiden Flutbergen hindurch.

Anziehungskraft und Fliehkraft bestimmen die Gezeiten

Verantwortlich für die Entstehung von Ebbe und Flut sind zwei Kräfte: die Gravitationskräfte des Mondes und die Fliehkraft. Beide Kräfte wirken im Zusammenspiel mit dem Erde-Mond-System, das um einen gemeinsamen Schwerpunkt im Inneren der Erdkugel rotiert: Auf der mondzugewandten Seite wirkt die Anziehungskraft des Mondes stärker, auf der abgewandten Seite dominiert die Fliehkraft. Dadurch entstehen auf beiden Seiten der Erde Flutberge.

Einfluss der Sonne

Je nach ihrem Stand kann auch die Sonne das Spiel der Gezeiten beeinflussen und die Kraft des Mondes verstärken. Bei Voll- und Neumond wirken Sonne und Mond zusammen: die Folge, es kommt zu starkem Hochwasser, einer so genannten Springtide. Bei Halbmond sind Ebbe und Flut weniger stark ausgeprägt, da die Kräfte von Sonne und Mond in unterschiedliche Richtungen weisen. Dieses Phänomen des „Niedrigwassers“ nennt man Nipptide.

Wie kommt es, dass wir den Mond nicht immer gleich wahrnehmen, dass er sich zum Beispiel manchmal als Neumond, manchmal als Vollmond zeigt? Was haben Sonne und Erde damit zu tun? Das Video erklärt die Zusammenhänge.

Natürliche Auwälder sind in Europa selten geworden. Die Auenlandschaften entlang des Rheins verschwanden zum Beispiel, als der Fluss begradigt, vertieft und eingedeicht wurde. Diese Maßnahmen sind zwar praktisch für die Binnenschifffahrt, aber sie bringen auch Gefahren mit sich. Warum die Auwälder so nützlich sind, zeigt der Film.

Moorlandschaften sind wichtig für den Erhalt der Artenvielfalt und den Klimaschutz. Viele Moore wurden zugunsten der Holzwirtschaft in den vergangenen Jahrhunderten trockengelegt. Heute weiß man um die Bedeutung der Moore als Wasser- und CO2-Speicher und versucht die einstigen Moorlandschaften aufwändig zu renaturieren.

Ökosystem Moor: wichtig für den Arten- und Klimaschutz

Die einzigartigen Moorlandschaften im Nationalpark Hunsrück sind an die 5000 Jahre alt. Moore sind besondere Lebensräume, ein spezielles Ökosystem zwischen Wasser und Land. Hier leben seltene Tierarten wie Libellen, Feuersalamander und Torfmosaikjungfer. Das Moor ist aber auch ein perfekter Lebensraum für bedrohte Pflanzen: beispielsweise für Wollgräser, die Moosbeere, den fleischfressenden Sonnentau und natürlich die wertvollen Torfmoose. Diese wirken wie riesige Schwämme, speichern große Mengen an Wasser. Manche Moore bestehen bis zu 95 Prozent aus Wasser. Das ist der Grund, warum Moorlandschaften nicht nur als einzigartige Ökosysteme gelten, sondern auch eine große Rolle für den Klimaschutz spielen. Die Pflanzenreste - sie bilden sich aus den Torfschichten im Moor - binden große Mengen des Treibhausgases CO2 und verhindern, dass bei Starkregen zu schnell zu große Mengen Wasser in die Umgebung abfließen können.

Profit mit Holz: Trockenlegung von Moorlandschaften

Vor rund 200 Jahren war es allerdings Mode, große Torflandschaften wie im Nationalpark Hunsrück trockenzulegen. Dort, wo einst wertvolle Moorlandschaften das Bild der Landschaft prägten, wurden Entwässerungsgräben gebaut. Durch die Trockenlegung der Moore gewannen die Menschen Flächen für die Holzindustrie. Die Forstarbeiter pflanzten vor allem schnell wachsende Fichten an. Das war aus wirtschaftlichen Gründen sicher profitabel, aber keine ökologische Glanzleistung, wie Wissenschaftler und Naturschützer heute wissen. Denn Moore sind wichtig für das Klima und den Erhalt der Artenvielfalt. Deshalb versucht man im Hunsrück ehemalige Moorgebiete wieder in ihren einstigen Zustand zurückzuversetzen. Dieser Prozess heißt in der Fachsprache Renaturierung und ist ein aufwändiges Unterfangen.

Aufwändig: Renaturierung von Moorlandschaften

Damit sich auf den Flächen des einstigen Fichtenwaldes wieder Moore bilden können, müssen zunächst die Entwässerungsgräben abgedichtet werden. Dies geschieht mit Holzbrettern, die in den Boden getrieben werden. Diese Holzkonstruktionen sind die Basis für eine gelungene Renaturierung. Die Holzwände sorgen dafür, dass das Wasser nicht ablaufen kann und an Ort und Stelle in den Torfboden zurückfließt. Unterstützt wird dieser Vorgang, indem der Boden in den Zwischenräumen mit Sägemehl und kleingeschnittenem Holz verfüllt wird. So können hier wieder Gräser und Torfmoose wachsen, die für das Torfwachstum notwendig sind. Denn Torfboden, die Grundlage eines jeden Moores, wächst sehr langsam – nur einen Millimeter pro Jahr. Bis die Renaturierung der Torfböden im Nationalpark Hunsrück abgeschlossen sein wird, wird es Jahrzehnte dauern.

Was hat das Nördlinger Ries mit der Mondmission zu tun?

An der Grenze zwischen Baden-Württemberg und Bayern liegt das Nördlinger Ries. Die kreisrunde Region mit einem Durchmesser von etwa 25 Kilometern entstand vor 15 Millionen Jahren. War es ein Vulkanausbruch? Über lange Zeit rätselten Wissenschaftler über die Entstehung dieses imposanten Kraters. 1970 bekam das Ries hohen Besuch aus Amerika: Astronauten der Mondmission „Apollo 14“ nahmen die Region genauer unter die Lupe. Aber warum?

Was ist der genetische Code?

Über sieben Milliarden Menschen leben heute auf der Erde und jeder einzelne von Ihnen ist ein Unikat. Wie kann das sein? Der „genetische Code“ macht es möglich! In diesem Code sind die Informationen gespeichert, die der Körper braucht, um Proteine - die Grundbausteine des Lebens - zu bilden. Eine virtuelle Reise ins Innere einer Zelle zeigt die wichtigsten Schritte vom genetischen Code zum Protein und verdeutlicht das faszinierende Zusammenspiel von DNA, RNA und Enzymen.

Auf der schwäbischen Alb grasen Tiere, die wie Auerochsen und Urpferde aussehen. Diese sind allerdings schon längst ausgestorben. Was sind das also für Tiere, die heute dort weiden und ihrer urigen Verwandtschaft zum Verwechseln ähnlich sehen? Und welche wichtige Rolle spielen sie bei einem Artenschutzprojekt?

Die meisten Menschen, die auf der indonesischen Insel Bali leben sind Hindus. Um mit ihren Göttern in Kontakt zu treten, spielen sie Gamelanmusik. Ein Gamelanorchester besteht aus über 30 Mitgliedern, die urtümliche Metallschlaginstrumente, wie Gongs, Xylophone, Becken und Klangschalen spielen. Das Orchester wird in seiner Gesamtheit als ein Instrument betrachtet - nur im Zusammenklang bekommt es einen Sinn.

Im Schweizer Appenzellerland pflegen die Einheimischen eine ganz ursprüngliche Musiktradition: den mehrstimmigen Jodelgesang, der auch als „Naturjodeln“ bezeichnet wird. Wenn sie das Vieh in die Berge zu den Sommerweiden treiben, stimmen sie diesen besonderen Gesang an. Die Melodien werden nur über das Gehör erlernt und von Generation zu Generation weitergegeben.

Unter dem kritischen Blick einer Ernährungsexpertin wird auf dem Gelände des Alemannenmuseums Ellwangen ein typischer Eintopf aus der Zeit der Alemannen nachgekocht. Entspricht das Testgericht den heutigen Anforderungen einer ausgewogenen Ernährung? Und warum freuen sich Archäologen ausgerechnet über 1500 Jahre alte Küchenabfälle?

Abasse, Sadibou und Mobido stammen aus ganz unterschiedlichen Gegenden des westafrikanischen Staates Mali. Doch sie haben eines gemeinsam: Sie sind „Griots“ - Berufsmusiker und Geschichtenerzähler. Was genau hat es mit ihren Gesängen auf sich?

Wie entstand der Kaiserstuhl?

Der Kaiserstuhl in der Oberrheinebene im Südwesten Baden-Württembergs ist ein kleines Mittelgebirge Aber wie entstand der Kaiserstuhl eigentlich? Eine Zeitreise mehr als 40 Millionen Jahre zurück zeigt die Entwicklung dieser Region, die eine bewegte geologische Geschichte hat.

Wie entstanden die Höhlen der schwäbischen Alb?

Die Schwäbische Alb gilt als eine der höhlenreichsten Regionen in Europa. Weit über 2000 Höhlen sind bekannt und einige der schönsten sind für Besucher zugänglich. Aber wie entstanden die Höhlen eigentlich?

Wie entsteht ein Edelstein?

Edelsteine sind kostbar und faszinierend. Doch wie entstehen sie? Am Beispiel eines „Amethysten“ zeigt der Film, welche chemischen Prozesse über einen Zeitraum von zehntausenden von Jahren dazu geführt haben, dass sich dieser begehrte, violett glänzende, Stein gebildet hat.

Mit etwas Geduld und Glück kann man in einem Kalksteinbruch auf der schwäbischen Alb Fossilien finden. Zum Beispiel versteinerte Gehäuse oder Skelette von Meerestieren. Aber - ein Meer auf der schwäbischen Alb? Wie kann das sein? Und wie wird so ein Meerestier eigentlich zum Fossil?

Wenn ein Blitz am Himmel zu sehen ist, sind meist auch Donner und Regen nicht weit - ein Gewitter ist im Anzug. Wie kommt es zu Blitz und Donner? Warum regnet es? Eine Animation zeigt die physikalischen Zusammenhänge.

Der Vulkan Stromboli auf der gleichnamigen Insel ist der aktivste Vulkan Europas. Mehrmals am Tag bricht er aus. Stromboli gehört zu den liparischen Inseln nördlich von Sizilien, wie auch die Vulkaninseln Vulkano, Lipari und Salina. Sie alle sind durch die Kollision von Kontinentalplatten entstanden. Aber wie genau ging das vor sich?

Kalktuff ist ein besonderes Gestein. Luftig, leicht, aber doch fest. Wegen seiner Belastbarkeit und Witterungsbeständigkeit wurde Kalktuff von der schwäbischen Alb früher häufig als Baustoff verwendet. Aber wie entsteht Kalktuff eigentlich und welche Rolle spielt das Wetter dabei? Wetterexperte Sven Plöger weiß die Antwort.

Wie findet man Trüffel?

Hauchdünn über ein Pastagericht geraspelt... so liebt sie der Feinschmecker! Trüffelpilze gelten als Delikatesse und sind nichts für den schmalen Geldbeutel. Das Kilogramm kann bis zu mehrere hundert Euro kosten. Nicht nur der Anbau, sondern vor allem auch die Suche nach den Edelpilzen gestaltet sich als echte Herausforderung.

Die Wärme aus der Erde könnte eine Alternative zu fossilen Rohstoffen sein, denn diese werden knapper und teurer und verschärfen durch die Abgase den Treibhauseffekt. Geothermiekraftwerke nutzen heißes Wasser aus tief gelegenen Gesteinsschichten und erzeugen damit elektrischen Strom. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung, d.h. sie produzieren Strom und heizen auch per Fernwärme. Wie das genau geht, zeigt der Film mithilfe einer Animation.

Photovoltaikanlagen bestehen aus vielen Solarzellen. Sie sind für das Umwandeln der Sonnenstrahlung in elektrische Energie zuständig. Diese Energie kommt durch ein elektrisches Feld in der aus Silizium bestehenden Solarzelle zustande.

Mit Photovoltaik Solarstrom gewinnen

Die Sonne liefert nicht nur Licht, sondern auch Energie. Im Inneren der Sonne findet bei 15 Millionen Grad fortlaufend Kernfusion statt. Bei diesem Vorgang wird sehr viel Energie frei, die auf der Erde als Strahlung ankommt. Die starke Sonnenstrahlung macht man sich zu Nutze, um kostenlosen Strom zu generieren. Dies geschieht mit Hilfe von Photovoltaik-Anlagen. Solarmodule sind beispielsweise häufig auf Dächern oder an Fassaden angebracht. Auf brachliegenden Feldern stehen manchmal sogar ganze Solarparks. Die einzelnen Module bestehen aus vielen Solarzellen. Nur mit ihnen lässt sich Solarstrom erzeugen.

Solarzelle: Drei Schichten Silizium

Doch was genau passiert in einer Solarzelle? Solarzellen bestehen aus einem Kristallgitter aus Siliziumatomen. Silizium wird aus Quarzsand gewonnen und ist ein Halbleiter. Ein Halbleiter hat die Eigenschaft, besser zu leiten, sobald Energie zugeführt wird. Eine Solarzelle besteht aus drei Schichten Silizium. In die obere Schicht, in der Fachsprache n-Schicht, wird Phosphor eingemischt, in die untere p-Schicht das Element Bor. In der n-Schicht sind zu viele Elektronen, in der p-Schicht zu wenige. Von der n-Schicht wandern Elektronen in die p-Schicht und besetzen freie Stellen im Bor-Silizium, sogenannte „Löcher“. Es entsteht eine so genannte Grenzschicht. Durch das Ungleichgewicht wird ein elektrisches Feld in der Solarzelle erzeugt: die n-Schicht ist positiv geladen, die p-Schicht negativ.

„Löcher“ und Elektronen: Spannung in der Solarzelle

Jetzt kommt das Licht ins Spiel: Tritt Sonnenlicht in eine Solarzelle ein, lösen sich Elektronen von den Atomen in der Grenzschicht ab. Dadurch entstehen neue „Löcher“ auf den Atomschalen. Diese werden mit Elektronen aus der Umgebung wieder aufgefüllt. Die freien Elektronen wandern zur positiven Seite der Grenzschicht nach oben, die „Löcher“ bewegen sich zur negativ geladenen Unterseite. Dadurch entsteht ein starkes Ungleichgewicht an Elektronen in der Solarzelle, die eine elektrische Spannung erzeugt. Verbindet man die Metallkontakte oben und unten an der Solarzelle mit einem Kabel, entsteht elektrischer Strom. Solarzellen können nicht die komplette einfallende Sonnenenergie in Strom umwandeln, aber doch rund 20 Prozent.

Vor 200 Jahren war der Rhein ein wilder, reißender Fluss. Ihn zu zähmen, war Anfang des 19. Jahrhunderts die große Vision des Karlsruher Ingenieurs Johann Gottfried Tulla. Aber wie konnte ein Mammutprojekt wie die „Rheinbegradigung“ damals überhaupt gelingen?

Wie stellten die Alemannen ihr Geschirr her?

Vor etwa 1500 Jahren siedelten Alemannen auf dem Gebiet des heutigen Baden-Württemberg. Sie verstanden es meisterhaft, ihr Geschirr für den täglichen Bedarf selbst zu fertigen. Wie gingen die Alemannen genau vor, um ihre Gebrauchskeramik herzustellen?

Frisur, Mode, Make-up, Schmuck... Wie man sich am besten „stylt“ – das wussten schon die Alemannen, die einst die Gegend des heutigen Südwestdeutschland besiedelten. Und Seife kannten die Alemannen auch schon. Sie konnten sie sogar selbst herstellen. Aber wie?

Wie wird Allgäuer Käse gemacht?

Wer Käse liebt, weiß den Allgäuer Käse besonders zu schätzen. Aber wie wird eigentlich aus der Milch der Kühe, die auf den Bergwiesen saftige Gräser und Kräuter weiden, ein Käselaib mit dem ganz besonderen, würzigen Aroma?

In der Barockzeit war Kaffee ein Luxusgut. Das damals neue Modegetränk war vor allem bei Hofe „in“. Aber auch immer mehr Bürger aus der Mittelschicht wollten das begehrte Getränk genießen und rösteten in der heimischen Küche Kaffeebohnen. Warum aber mussten sie das heimlich tun und wieso galt es, sich vor „Schnüfflern“ in Acht zu nehmen?

Wir schicken einen Rennwagen mit Elektromotor an den Start - betrieben mit Batterien aus Zitronensaft und Kupfer- oder Magnesium-Elektroden. Eine Strecke von 200 Metern soll er bewältigen. Ob das zu schaffen ist?

Eine Batterie lässt sich aus Kohle, Metall, Papier, Flüssigkeit und Draht basteln. Unser Team belädt einen Anhänger mit solchen Batterien, um damit eine richtige Lokomotive anzutreiben. Die Lok ist zwar klein aber richtig schwer. Kann sie mit diesem Antrieb auf große Fahrt gehen?

Ein Solarballon in Form eines Wals: Wenn die Sonne ihn erwärmt hat, soll er mit Ballonfahrerin aufsteigen. Wird die Kraft der Sonne dafür reichen?

An den Seiten eines Buches ziehen wir einen Sumoringer in die Höhe. Die Reibungskräfte der ineinander verschränkten Buchseiten sollen ihn in der Luft halten. Wird er schweben oder zu Boden stürzen?

Pumpen wir mit einer Luftpumpe Luft in einen Ball, entsteht ein hoher Druck in der Pumpe, denn die Luft wird beim Pumpen komprimiert. Diese Druckluft wollen wir nutzen, um ein Auto zum Fahren zu bringen.

Wenn sich ein gedehntes Gummiband wieder zusammen zieht, übt es Kraft aus - Spannkraft. Mit der Spannkraft gebündelter Gummibänder wollen wir einen Propeller starten: Als Erstes gilt es, Tausende von Gummibändern zusammenzuknüpfen…

Kamele besitzen große, flache Sohlen, die das Körpergewicht hervorragend verteilen. Unser Eiertest soll zeigen, wie gut diese Gewichtsverteilung tatsächlich ist: Ein Kamel wird auf 500 Eier gestellt.

Der Schal einer Dame klemmt fest unter dem Rad eines Lastwagens. Kann ein einzelner Mann, nur mit Hilfe eines Hebels, einen so gewichtigen Wagen anheben?

Unterschiedliche Magnetpole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab. Diese Abstoßungskraft werden wir nutzen: Wir wollen eine mit Magneten bestückte Platte über einer zweiten, ebenso bestückten, Platte schweben lassen – wie einen fliegenden Teppich.

Wir erhitzen Wasser in einem verschlossenen Rohr: Großer Druck entsteht. Wenn wir das Rohr öffnen, wird das Wasser zu Dampf und dehnt sich explosionsartig aus. Ob wir mit Hilfe einer solchen Dampfexplosion einen Ball aus dem Rohr herausschießen können?

Professionelle Sänger und Sportler versuchen mit bloßer Stimmgewalt ein Glas zerspringen zu lassen. Ob sie das schaffen?

Wir wollen mit einer schönen Unbekannten telefonieren. Die Ausrüstung: zwei Becher und eine sehr lange Schnur. Die Verbindung kommt nur zustande, wenn Becher und Schnur die Stimmen übertragen können. Und bis es soweit ist, geht so einiges schief.

Dass man mit einer Lupe Feuer machen kann, ist bekannt. Dabei wird das Sonnenlicht im Brennpunkt der Linse gebündelt, das Papier dahinter fängt durch die entstandene Hitze Feuer. Aber funktioniert das Ganze auch mit einer Linse aus Eis? Denn: Feuer und Eis sind doch Gegensätze. Planet Schule macht das Experiment mit einer selbst gebauten Eis-Linse.

Im Brennpunkt der Linse entsteht Feuer

Folgende „Zutaten“ sind für das Feuer-Eis-Experiment notwendig: eine Lupe aus Eis, brennbares Material wie Papier, trockene Äste oder Blätter und natürlich Sonnenlicht. Ohne das geht gar nichts. Hält man ein Lupenglas zwischen Sonne und ein Stück Zeitungspapier, so fällt ein heller Fleck auf dem Papier auf. Mithilfe der Lupe werden die Sonnenstrahlen konzentriert und gleichzeitig wird Hitze gesammelt. Die Energiedichte des Lichtes steigt. Und noch etwas fällt auf: Verändert man die Entfernung von Lupe und Papier, wird der helle Lichtfleck je nachdem größer oder kleiner. Erst wenn der Punkt sehr klein ist, beginnt die Zeitung zu qualmen. Dieser Punkt heißt Brennpunkt. Hier kreuzen sich die Sonnenstrahlen, die parallel zur optischen Achse einfallen. Die Linse „verbiegt“ quasi das parallel einfallende Sonnenlicht.

Ohne Lupe, Brennglas oder Linse kein Feuer

Doch warum muss es eine Lupe sein? Vielleicht tut es auch ein durchsichtiges Glas? Die Antwort lautet nein. Das Glas muss eine besondere Form aufweisen: In der Mitte ist es dicker als am Rand. Diese Wölbung der Linse ist der Grund dafür, dass Sonnenstrahlen gebündelt werden können. In der Optik heißt eine solche Linse auch Sammellinse oder Konvexlinse. Oft spricht man auch von Brennglas, da das Glas einen Brennpunkt liefert. Linsengläser sind beispielsweise Lupen, Brillengläser, Objektive oder Ferngläser. Fest steht: Damit Feuer entstehen kann, muss die Linse durchsichtig und gekrümmt sein. Aber muss sie auch zwingend aus Glas bestehen? Oder kann man auch mit einer Linse aus Eis Feuer machen?

Das Experiment: Feuer machen mit einer Lupe aus Eis

Für das Experiment wird ein 200 Kilo schwerer Eisblock mit einer Kettensäge und einem Schaber bearbeitet. Nach einer Stunde ist aus dem Eisblock eine gigantische Lupe aus gefrorenem Wasser entstanden. Gut poliert wird sie schräg gegen die Sonne gestellt, das Brennmaterial dahinter positioniert, der Brennpunkt justiert. Und tatsächlich: Nach kurzem Zündeln fängt das Brennmaterial Feuer. Eis taugt folglich genauso wie Glas als Material für eine Linse.

Tipps für das Experiment mit Brennglas und Feuer

Ein Windrad dreht sich, wenn sich ein Wärme abstrahlendes Objekt darunter befindet. Die erwärmte Luft steigt nach oben, Aufwind entsteht und setzt das Windrad in Bewegung. Ob wohl auch Körperwärme Aufwind erzeugen kann?

Ein Lied zum Anfassen und immer wieder neu Abspielen ist das Ziel dieses Experiments. Dazu gießen wir die Vibration der Töne in eine Form. Es entsteht eine Welle. Mit einem Wagen, einer selbstgebauten Lautsprecherbox und einer kleinen Nadel wollen wir dieser Welle wieder die ursprünglichen Töne entlocken.

Auf einer großen Wand wollen wir einen Regenbogen erzeugen - mit Hilfe der Sonne und mit Glasperlen statt Regentropfen. Wenn das gelingt, sollen unsere Leute über diesen Regenbogen spazieren - ein ehrgeiziges Vorhaben!

Mit hohem Wasserdruck und einem scharfen Wasserstrahl rücken wir einem Apfel auf die Pelle. Mal sehen, ob er sich zerschneiden lässt.

Aus kreisförmig angeordneten Spiegeln bauen wir einen Solarkocher. Die Spiegel bündeln die Sonnenstrahlen auf den Boden einer Pfanne. Ob sich darin ein Steak braten lässt?

Ein Team von Radprofis will genügend Strom erzeugen, um ein Karussell in Schwung zu bringen. Ob das mit reiner Muskelkraft gelingt?

Ein langes, schweres Stahlrohr soll zum Wippen gebracht werden. Die erlaubten Hilfsmittel sind ein paar Gasbrenner und mehrere Kugeln, die in das Rohr gefüllt werden. Wir erhitzen eine Seite und lassen die andere abkühlen. Wie verhalten sich dabei die Kugeln und kann dieses Verfahren das schwere Stahlrohr in Bewegung setzen?

Einen Elektromagneten selbst zu bauen, ist kein Problem. Aber kann so ein Magnet auch das Gewicht eines erwachsenen Mannes halten?

In der Evolution des Menschen gab es vor langer Zeit eine entscheidende Entwicklung - den Schritt zum aufrechten Gang. Welcher unserer Vorfahren hat ihn vollzogen? Und wann?

Wer Dinge "hamstert" legt umfassende Vorräte an. Tun Hamster das tatsächlich auch? Und wenn ja, warum?

Ein Bumerang fliegt von selbst wieder zurück – meistens jedenfalls. Wie müssen wir ihn werfen und wie muss er beschaffen sein, damit das klappt? Wir lassen ein extragroßes Exemplar anfertigen, um das Geheimnis des Bumerangs zu lüften.

Wacholderheiden gehören zu den artenreichsten Biotopen in Mitteleuropa. Ihre besondere Beschaffenheit verdanken die offenen, von Wacholderbäumen dominierten Graslandschaften, den Schafherden, die sie über Jahrhunderte beweideten. Der Rückgang der Wanderschäferei bedroht die Existenz der alten Kulturlandschaften.

Die Entstehung von Wacholderheiden

Wacholderheiden gibt es überall in Europa und Deutschland, z. B. auch auf der Schwäbischen Alb. Sie liegen zumeist weit entfernt von Ortschaften, in trockenen, stickstoff- und nährstoffarmen, oft steilen und nach Süden exponierten Hanglagen. Die Südlage und der fehlende Schatten sorgen dafür, dass es auf den Heiden im Sommer sehr heiß werden kann; die Luftfeuchtigkeit ist gering. Verantwortlich für ihre Entstehung sind zwar auch die Menschen, die Bäume fällten und große, sonnige Weideflächen für ihre Nutztiere schufen. Entscheidend waren aber die kulinarischen Vorlieben der Ziegen und Schafe, die sie im Laufe der Jahrhunderte beweideten. Während die Herden die wohlschmeckenden und gut erreichbaren jungen Triebe von Waldbäumen mit Genuss verspeisten, verschmähten sie deren Konkurrenten, den namengebenden, stacheligen Wacholder und andere Pflanzen mit unangenehm piksenden Blättern und Dornen.

Flora und Fauna

Da Bäume klein gehalten wurden, nahmen Gräser, Kräuter, Moose und Flechten die wenig fruchtbaren Flächen in Besitz. Neben dem Wacholder finden auch dornige Holzgewächse wie Schlehe, Berberitze und Weißdorn ideale Bedingungen. Silberdisteln, Küchenschellen, Schwalben- und Nieswurz gedeihen ebenso wie verschiedene Enzianarten, scharf schmeckender Feldthymian, Wermut oder die Zypressenwolfsmilch, deren Milchsaft giftig ist. Eine Besonderheit sind seltene Orchideenarten wie die geschützten Knabenkräuter und die Fliegenragwurz, die im Juni blüht. Diese Pflanzenarten locken zahlreiche Insekten und Schmetterlinge an. Auch auffällig viele Heuschreckenarten und wärmeliebende Wirbeltiere wie Kreuzottern und Eidechsen sind hier heimisch. Für viele Tier- und Pflanzenarten sind Wacholderheiden ein Paradies – und zugleich sind sie eines der artenreichsten Ökosysteme Europas.

Eine besondere, aber bedrohte Kulturlandschaft

Da es heutzutage immer weniger Wanderschäfer gibt, drohen Wacholderheiden wieder waldartig zuzuwachsen; manche holt sich der Wald – durch die so genannte Sukzession - auf natürliche Weise zurück, andere wurden nach der Aufgabe der Schäferei mit Kiefern und Fichten gezielt wiederaufgeforstet, fielen der Intensivierung der Landwirtschaft zum Opfer oder mussten Besiedelung, Straßen oder Steinbrüchen weichen. Da aber extensiv genutzte, so genannte Magerstandorte – im Unterschied zu fettem Grünland - selten geworden sind, werden Wacholderheiden heute aus Gründen des Natur- und Landschaftsschutzes wieder verstärkt offengehalten. Für ihre Beweidung erhalten Schäfer in ganz Deutschland Gelder aus Naturschutz- oder Landwirtschafts-Programmen. Die meisten Wacholderheiden, insbesondere die großflächigen, sind heute in Deutschland und anderen europäischen Ländern als Naturschutzgebiete oder Naturdenkmale ausgewiesen. Denn die besondere Landschaft hat nicht nur eine kulturhistorische Bedeutung wegen ihrer Nutzung für die Weidewirtschaft; sie ist auch als Erholungsgebiet und als Insel-Biotop inmitten intensiv genutzter Flächen wichtig und spielt eine große Rolle für den Artenschutz, da viele seltene Tier- und Pflanzenarten sie als Rückzugsort nutzen.

Was hat das Nördlinger Ries mit der Mondmission zu tun?

An der Grenze zwischen Baden-Württemberg und Bayern liegt das Nördlinger Ries. Die kreisrunde Region mit einem Durchmesser von etwa 25 Kilometern entstand vor 15 Millionen Jahren. War es ein Vulkanausbruch? Über lange Zeit rätselten Wissenschaftler über die Entstehung dieses imposanten Kraters. 1970 bekam das Ries hohen Besuch aus Amerika: Astronauten der Mondmission „Apollo 14“ nahmen die Region genauer unter die Lupe. Aber warum?

Was ist der genetische Code?

Über sieben Milliarden Menschen leben heute auf der Erde und jeder einzelne von Ihnen ist ein Unikat. Wie kann das sein? Der „genetische Code“ macht es möglich! In diesem Code sind die Informationen gespeichert, die der Körper braucht, um Proteine - die Grundbausteine des Lebens - zu bilden. Eine virtuelle Reise ins Innere einer Zelle zeigt die wichtigsten Schritte vom genetischen Code zum Protein und verdeutlicht das faszinierende Zusammenspiel von DNA, RNA und Enzymen.

Der zur Familie der Lappentaucher gehörende Haubentaucher war in Deutschland Vogel des Jahres 2001. Das hat seine Gründe: Er sieht gut aus, hat ein spektakuläres Balzverhalten und ist ein perfekter Unterwasserjäger!

Federhauben und Schwimmlappen

Der Haubentaucher (Podiceps cristatus) ist der bekannteste, größte und häufigste Vertreter einer der ältesten Vogelfamilien, der Podicipedidae, auch Lappentaucher genannt. Sein Familienname verdankt sich dem Umstand, dass er an den Zehen Schwimmlappen hat und keine Schwimmhäute wie Enten. Weitere illustre Familienmitglieder sind Rothals- und Schwarzhalstaucher, Ohren- und Haarschopftaucher. Haubentaucher sind etwa so groß wie Stockenten, haben aber viel längere Hälse; sie werden zwischen 800 und 1400 g schwer. Die Männchen und die etwas kleineren Weibchen sind gleich gefärbt, das Gefieder an Hals und Bauchunterseite ist weiß, der spitze Schnabel rötlich. Namensgeber und auffälligstes Merkmal im Prachtkleid ist die rotbraun und schwarz gefärbte Federhaube. Im Schlichtkleid, das vom Herbst bis in den Januar getragen wird, ist der Kopfschmuck stark reduziert.

Verbreitung und Lebensraum

Haubentaucher sind weit verbreitet; sie kommen in Europa, Asien und Nordafrika ebenso vor wie in Australien und Neuseeland. Je nach geographischer Lage sind sie Zug- oder Standvögel. In Deutschland sind Haubentaucher überwiegend Standvögel, die aber, wenn die Seen länger zugefroren sind, zum Überwintern auch an Küsten wandern. Zu den europäischen Seen, wo sie sich im Winterhalbjahr zahlreich einfinden, gehören Genfer See, Bodensee und Neuenburger See. Der Haubentaucher brütet auf Süßwasserseen mit ruhigen Schilfgürteln; am liebsten sind ihm fischreiche Gewässer, die mindestens fünf Hektar groß sind; auf kleineren Seen ist er nur selten zu finden. Vor der Brut kommt aber die Balz; und dabei legen sich Haubentaucher und Haubentaucherin mächtig ins Zeug.

Spektakuläres Balzverhalten

Ihre Balz macht die Haubentaucher zu Showstars im Vogelreich. Der ritualisierte Flirt, auch Paarbildungsverhalten genannt, besteht aus mehreren festen Elementen, die zu Balzzeremonien kombiniert werden: Beim Kopfschütteln verharren beide Partner in geringem Abstand voneinander und schütteln mit steil nach oben gerecktem Hals ihre Köpfe; beim Scheinputzen werden mit geschlossenem Schnabel wenige Federn angehoben; beim Material-Präsentieren zeigen die Partner sich gegenseitig einige Sekunden lang Pflanzenteile, ehe sie diese ins Wasser fallen lassen; die Geister- und Pinguin-Pose wiederum ist durch rasches Paddeln und den steil aus dem Wasser aufgerichteten Körper beider Partner charakterisiert, während die Katzen-Pose sich durch ein - scheinbar drohendes - Abwinkeln der Flügel auszeichnet. Das ausgeprägte gestische Balzverhalten wird akustisch von einem harten "kröck-kröck-kröck" untermalt.

Kernkompetenz Unterwasserjagd

Haubentaucher haben kräftige Beine, die - verglichen mit denen anderer Wasservögel - sehr weit hinten am Körper liegen. So kommen sie zwar an Land eher mühsam voran, aber für den Antrieb und die Steuerung unter Wasser sitzen die Beine ideal. Dort ist der Haubentaucher - wie sein Name schon andeutet - in seinem Element. Da er vergleichsweise wenig Luft in den Knochen hat, ist er relativ schwer und sein Auftrieb ist gering. Unter Wasser bewegt er sich sehr geschickt. Er kann bis zu einer Minute lang tauchen – dann muss er zum Luftholen an die Wasseroberfläche. Da ein erwachsener Haubentaucher pro Tag bis zu 200 Gramm Fisch benötigt, muss er einen halben Tag für die Nahrungsbeschaffung einplanen. Haubentaucher fressen hauptsächlich kleine Fische, die sie tauchend jagen und noch unter Wasser verzehren. Zur typischen Süßwasser-Beute gehören Flussbarsch und Rotauge, aber auch Wasserinsekten, Frösche, kleine Krebse und - in Küstengewässern - Garnelen werden nicht verschmäht.

In Büchern und Geschichten, auf Rittermärkten und beim Spielen - überall begegnen wir Rittern. Doch in welcher Zeit lebten die echten Ritter? Wie wurde man Ritter und wie sah das Leben eines Ritters aus?

Die Barockzeit war Blütezeit der schönen Künste. Auch in der bildenden Kunst entwickelte man neue Stilrichtungen, die viele Menschen auch heute noch faszinieren. So zum Beispiel die „Trompe-l’Oeil-Malerei“. Aber was bedeutet dieser Begriff überhaupt und welche verblüffenden Tricks kommen dabei zum Einsatz?

Auf der schwäbischen Alb grasen Tiere, die wie Auerochsen und Urpferde aussehen. Diese sind allerdings schon längst ausgestorben. Was sind das also für Tiere, die heute dort weiden und ihrer urigen Verwandtschaft zum Verwechseln ähnlich sehen? Und welche wichtige Rolle spielen sie bei einem Artenschutzprojekt?

Unter dem kritischen Blick einer Ernährungsexpertin wird auf dem Gelände des Alemannenmuseums Ellwangen ein typischer Eintopf aus der Zeit der Alemannen nachgekocht. Entspricht das Testgericht den heutigen Anforderungen einer ausgewogenen Ernährung? Und warum freuen sich Archäologen ausgerechnet über 1500 Jahre alte Küchenabfälle?

Können wir Töne unter Wasser hören? Pflanzt sich der Schall dort genauso fort wie in der Luft? Ein Versuch auf dem Meer soll Klarheit bringen. Wir lassen einen Lautsprecher ins Wasser, der einen Ton sendet und ein Mikrofon, das diesen Ton empfangen soll. Der Abstand zwischen beiden beträgt mehr als einen Kilometer. Mal hören, was passiert!

Burgen zieren viele Berge und Städte. Sie sind Ausflugsort und Abenteuerspielplatz. Aber was war ihr ursprünglicher Zweck? Wann wurden sie errichtet? Und wie waren sie aufgebaut?

In der Barockzeit galten Tanzveranstaltungen als wichtiges gesellschaftliches Ereignis. Die Barocktänze waren allerdings nicht einfach zu erlernen. Wer es sich leisten konnte, engagierte einen Tanzmeister als Lehrer. Meistens brachte der eine Mini-Geige mit und gab im Unterricht den Takt vor.

Fressen und gefressen werden - ein ewiges Gesetz der Natur. Aber wer frisst eigentlich wen? Und was geschieht mit den Lebewesen am Ende ihres Lebens?

Brot isst fast jeder von uns täglich. Aber wie wird eigentlich Mehl zu Brot? Wir werfen einen Blick in einen traditionellen Holzofen und in eine moderne Großbäckerei.

Ohne unsere Knie geht gar nichts. Denn nur sie ermöglichen uns das Beugen und Strecken der Beine, eine Grundvoraussetzung des Laufens. In der Werkstatt baut der Schreiner ein Holzmodell des Knies. Und entdeckt dabei, dass das wertvolle Gelenk sehr viel mehr ist, als nur die Verbindung von Ober- und Unterschenkel.

Wie entstand der Kaiserstuhl?

Der Kaiserstuhl in der Oberrheinebene im Südwesten Baden-Württembergs ist ein kleines Mittelgebirge Aber wie entstand der Kaiserstuhl eigentlich? Eine Zeitreise mehr als 40 Millionen Jahre zurück zeigt die Entwicklung dieser Region, die eine bewegte geologische Geschichte hat.

Wie entstanden die Höhlen der schwäbischen Alb?

Die Schwäbische Alb gilt als eine der höhlenreichsten Regionen in Europa. Weit über 2000 Höhlen sind bekannt und einige der schönsten sind für Besucher zugänglich. Aber wie entstanden die Höhlen eigentlich?

Wie entsteht ein Edelstein?

Edelsteine sind kostbar und faszinierend. Doch wie entstehen sie? Am Beispiel eines „Amethysten“ zeigt der Film, welche chemischen Prozesse über einen Zeitraum von zehntausenden von Jahren dazu geführt haben, dass sich dieser begehrte, violett glänzende, Stein gebildet hat.

Kalktuff ist ein besonderes Gestein. Luftig, leicht, aber doch fest. Wegen seiner Belastbarkeit und Witterungsbeständigkeit wurde Kalktuff von der schwäbischen Alb früher häufig als Baustoff verwendet. Aber wie entsteht Kalktuff eigentlich und welche Rolle spielt das Wetter dabei? Wetterexperte Sven Plöger weiß die Antwort.

Mit Hilfe eines mit Luft gefüllten Ballons kann man nachvollziehen, wie Wind entsteht. Öffnet man den Verschluss des Ballons, strömt die Luft nach außen und kann ein Windrad in Bewegung setzen. Aber was geschieht da genau?

Tiere fressen Pflanzen oder andere Tiere. Aber wovon ernähren sich eigentlich Pflanzen? Können sie von Wasser, Luft und Licht alleine leben?

Welchen Gesetzen folgen fallende Kugeln? Unser Team beobachtet das Verhalten verschiedener Kugeln und beschließt, mit den gewonnenen Erkenntnissen einen Großversuch zu starten.

Wie findet man Trüffel?

Hauchdünn über ein Pastagericht geraspelt... so liebt sie der Feinschmecker! Trüffelpilze gelten als Delikatesse und sind nichts für den schmalen Geldbeutel. Das Kilogramm kann bis zu mehrere hundert Euro kosten. Nicht nur der Anbau, sondern vor allem auch die Suche nach den Edelpilzen gestaltet sich als echte Herausforderung.

Schmetterlinge flattern meist so schnell und hektisch über die Wiesen, dass man gar nicht erkennt, wie sie ihre Flügel bewegen. Unsere Zeitlupenkamera macht den Flug verschiedener Schmetterlingsarten sichtbar.

Das traditionelle Köhlerhandwerk ist weitgehend ausgestorben, doch eine Gruppe experimentierfreudiger Schwarzwälder versucht sich im Bau eines eigenen Meilers. Ob es ihnen gelingt, Holzkohle herzustellen wie die Köhler früherer Zeiten?

Eine Schatzkiste liegt am Grund eines Schwimmbeckens. Unsere Leute wollen sie bergen. Als Hilfsmittel haben sie nur ein mit Luft gefülltes Kissen zur Verfügung. Kann die Auftriebskraft ihnen vielleicht helfen?

Wir lassen eine Plastikente den Rhein hinunterschwimmen, um herauszufinden, wie lange das Wasser von der Quelle bis zur Mündung braucht. Eine spannende Reise, denn die Ente muss große Herausforderungen meistern: Das Gefälle des Rheins, die Gestalt des Flussbettes und der Wasserstand sind ganz unterschiedlich - je nachdem., auf welchem Flussabschnitt die Ente unterwegs ist.

Im Frühling erwachen die Königinnen der Erdhummeln aus ihrem Winterschlaf und suchen Nektar. Dabei tanken sie Energie und bauen auch einen neuen Insektenstaat auf. Dazu nisten die Königinnen vorzugsweise in verlassenen Mäusenestern oder Maulwurfbauten, die bis zu 1,50 Meter tief unter der Erde liegen.

Die Erdhummel, ein Ubiquist

Am häufigsten kommt in Europa die Dunkle Erdhummel vor, auch Bombus terrestris genannt. Sie lebt in Feldern, Wiesen, an Waldrändern, in Parks und Gärten – sowohl im Flachland als auch im Mittelgebirge. Man erkennt diese Hummelart an ihrer schwarzen Farbe mit zwei gelben Querbinden und einem weißen Hinterteil. Dennoch ist sie in freier Wildbahn nur schwer von anderen Erdhummelarten wie der Hellen Erdhummel oder der Großen Erdhummel zu unterscheiden.

Die Königin gründet einen neuen Hummelstaat

In ihren Nestern formen die Königinnen aus Wachs kleine tonnenartige Zellen, die sie mit Nektar befüllen. In diese Wachskammern legen die Erdhummeln ihre Brut. Bei der Wahl ihres Baus achten die Hummeln darauf, dass es in der Umgebung genügend nektarreiche Blumen gibt. Denn: Die Königin besucht bis zu 6.000 Blüten, um ihre erste Brut aufzuziehen. Aus den geschlüpften Larven entwickeln sich die Arbeiterinnen für den neuen Hummelstaat. Die Hummelkönigin ist mit einer Länge von 2,5 Zentimetern die Größte im Nest, gefolgt von den Drohnen und den sehr viel kleineren Arbeiterinnen. In einem Nest können bis zu 500 Erdhummeln zusammenleben.

Erdhummeln schützen ihre Brut vor Hitze und Regen

Die Erdhummeln haben faszinierende Strategien entwickelt, um sich vor Gefahren zu schützen: Wird es zu heiß im Hummelnest, werfen die Arbeiterinnen ihre eigene „Klimaanlage“ an: Sie kühlen die Luft mit heftigem Flügelschlagen. Wird es zu nass, fächeln die Erdhummeln ihre Brut trocken und saugen das Regenwasser ab. Auf diese Weise wird die Brut gerettet.

Jungköniginnen sichern den Bestand der Erdhummeln

Im Herbst, wenn der Blütennektar rar wird, verenden die Königinnen und ihre Völker. Nur die ab Juni geschlüpften Jungköniginnen können den Winter überleben. Die Erdhummeln stärken sich an den letzten Nektarquellen und suchen sich ein sicheres Versteck für den Winter. Damit ist die neue Population der Erdhummeln für das kommende Jahr gesichert.

Einen Lichtstrahl wollen wir durch ein Gebäude über mehrere Stockwerke lenken, 350 Meter weit! Die einzigen Hilfsmittel: Laserlicht und Spiegel. Ob das gelingt?

Eine Welt ohne lästige Insekten mag im ersten Moment eine angenehme Vorstellung sein. Tatsächlich wäre das aber eine Katastrophe; das Leben auf der Erde wäre schnell am Ende, wenn es keine Insekten mehr gäbe. Und ihre Zahl geht schon jetzt weltweit signifikant zurück.

Omnipräsente Insekten

Insekten bevölkern schon seit 400 Millionen Jahren die Erde. Die wirbellosen Gliedertiere mit ihrem dreigeteilten Körper und den sechs Beinen sind die bei weitem artenreichste Klasse der Tiere. Fast eine Million Arten sind wissenschaftlich erfasst. In Deutschland sind es etwa 33.000. Damit sind mehr als 60% aller Tierarten Insekten. Hochrechnungen gehen davon aus, dass es sogar Millionen mehr sind, denn in den tropischen Regenwäldern werden noch zahllose unentdeckte Arten vermutet. Dort gibt es auch die größte Vielfalt, während in extremen Lebensräumen wie den Polargebieten oder in Hochgebirgen nur wenige, aber hochangepasste Insektenarten leben, und auf hoher See gar keine. Prominente Vertreter wie Honigbienen, Schaben, Ameisen und Termiten sind Kosmopoliten.

Schädlinge und Krankheitsüberträger

Wer an Insekten denkt, dem kommen schnell Unannehmlichkeiten aller Art in den Sinn. Sie übertragen Krankheiten wie der Rattenfloh die Pest, die Tse-Tse-Fliege die Schlafkrankheit oder die Anopheles-Mücke Malaria, schädigen als Ungeziefer Kulturpflanzen und Ernten und übertragen Pflanzenkrankheiten wie Virosen und Pilzerkrankungen. Sie machen sich über Nahrungsvorräte und Kleider her wie Motten oder über Holz und Möbel wie Holzwürmer; Schnaken stören beim Baden am See und vermiesen den Grill-Abend im Garten. Kurzum: Sie sind oft eine Plage, allerdings eine, die vielen anderen Tieren vorzüglich schmeckt.

Insekten? Hm, lecker!

Insekten sichern die Ernährung zahlloser Tiere. Bei Süßwasserfischen stellen sie 40 bis 90 Prozent der Nahrung; auch Amphibien wie Salamander oder Kröten und Reptilien wie Eidechsen oder Chamäleons bevorzugen Insekten. Bei Federwild und Singvögeln stellen Insekten und ihre Verwandten ein Drittel der Nahrung. Wahre Liebhaber sind etwa Schwalben, Meisen oder Spechte. Ein Vogel verspeist im Durchschnitt etwa 100 Insekten pro Tag; selbst eingefleischte Körnerfresser werden, wenn sie frisch geschlüpft sind, mit Insekten aufgepäppelt. Auch bei vielen Säugetieren - Igeln, Maulwürfen, Ameisenbären und Fledermäusen - stehen Insekten auf dem Speiseplan. Gorillas und Schimpansen holen mit Stöcken Termiten und Ameisen aus ihren Nestern. Für die menschliche Ernährung spielen sie dagegen, auch wenn Würmer, Heuschrecken und anderes Getier hier und da als Delikatesse gelten, keine direkte Hauptrolle; indirekt sichern Insekten aber das Überleben der Menschheit. Bestäubung – Flugdienste zum Wohle der Menschheit und der Pflanzenwelt Rund 75 Prozent der Welternährung hängen von der Bestäubung der Pflanzen durch Insekten ab. Die bunten Blüten locken Insekten an; wenn sie in die Blüten hinein krabbeln, um den süßen Nektar zu ergattern, bleiben Pollen an ihrem Körper hängen; den streifen sie in der nächsten Blüte wieder ab; danach kann die bestäubte Blüte Früchte und Samen bilden. Rund ein Drittel aller Nahrungsmittel in der westlichen Welt geht direkt auf die Bestäubung durch Insekten zurück. So zum Beispiel Steinobst, Beeren, Äpfel, Birnen und Mandeln ebenso wie Spargel, Bohnen, Paprika, Kürbis und Tomaten. Zwiebeln und Knoblauch, aber auch Kaffee, Tee, Kakao und Baumwollpflanzen. Dazu kommen Futterpflanzen wie Luzerne und Klee, von denen sich Rinder und Schafe ernähren.

„Aufräumarbeiten“

Auch am anderen Ende der Nahrungskette sind Insekten unverzichtbar, denn ohne sie würden Dung- und Aas-Berge bedenklich wachsen. Nur wenige Organismen können wie Insekten Kuhfladen verarbeiten. Schmeißfliegen zählen zu den wenigen Arten, die über das Enzym Kollagenase verfügen, mit dem sie Bindegewebe abbauen und Kadaver zersetzen können. Insekten verwerten Holz, durchackern den Erdboden, belüften ihn und bauen Pflanzenreste zu Humus ab.

Fazit

Entomologen sind sich einig: Im Kreislauf der Natur sind Insekten unersetzlich. Ohne Insekten würde das menschliche Leben, wie wir es kennen, wahrscheinlich enden. In Deutschland ist die Zahl der Insekten in den letzten Jahren stark zurückgegangen. Besonders betroffen sind Wiesen, die von landwirtschaftlich genutzten Ackerflächen umgeben sind, denn der Einsatz von Pestiziden trifft nicht nur Schädlinge, sondern auch Nützlinge wie Bienen, Fliegen und Schmetterlinge. Das Verschwinden der Insekten beeinflusst auch die übrige Tierwelt: So ist die Zahl der Vögel in Deutschland in den vergangenen Jahren schon signifikant zurückgegangen. Einige Arten sind regional völlig verschwunden.

Flaggenschwenker reihen sich auf einer langen Straße auf. Ein Signal ertönt. Jeder hebt seine Flagge genau dann, wenn er dieses Signal hört. Ob sich der Weg des Schalls so verfolgen und die Schallgeschwindigkeit messen lässt?

Der Ebenemooshof ist ein traditioneller Bauernhof und ein typisches Schwarzwaldhaus. Hinter seiner Fassade verbirgt sich eine raffinierte Balkenkonstruktion. Die Bauern brauchten viel Platz, denn Küche, Stube, Schlafräume, Stall und Heuboden waren unter einem Dach.

In Trossingen wurde das Grab eines alemannischen Anführers entdeckt. Die Archäologen freuten sich ganz besonders über einen ungewöhnlichen Fund: Unter den Grabbeigaben war eine erstaunlich gut erhaltene Leier – 1500 Jahre alt! Aber wie spielt man eigentlich auf solch einem Instrument?

Wie stellten die Alemannen ihr Geschirr her?

Vor etwa 1500 Jahren siedelten Alemannen auf dem Gebiet des heutigen Baden-Württemberg. Sie verstanden es meisterhaft, ihr Geschirr für den täglichen Bedarf selbst zu fertigen. Wie gingen die Alemannen genau vor, um ihre Gebrauchskeramik herzustellen?

Fichte und Tanne gehören zu den am häufigsten vorkommenden Nadelbäumen in Deutsch-land. Auf den ersten Blick fällt der Unterschied nur aus der Ferne auf. Tannen überragen oft mit einer Größe bis zu 70 Metern die kleineren Fichten. Ihre Baumkronen sind abgerundet während die Fichten einen spitzeren Wipfel haben. Doch es gibt noch weitere Unterschiede: Die Zapfen zum Beispiel.

Kleine Baumkunde: Zapfen bei Tanne und Fichte

Findet man bei einem Waldspaziergang Zapfen, so kann man eines sicher sagen: Die Zapfen stammen nicht von einer Tanne – auch wenn es im Volksmund „Tannenzapfen“ heißt! Im Gegensatz zu der Fichte wirft die Tanne ihre Zapfen nicht als Ganzes ab. Tannenzapfen zerfallen und geben ihre Samen frei. Bei der Fichte hingegen findet man intakte Zapfen auf dem Waldboden. Die Zapfen der Fichte hängen von den Zweigen herab. Bei der Tanne stehen die Tannenzapfen aufrecht auf den Ästen. Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal.

Nadelbäume: Die Fichte piekst, die Tanne nicht

„Die Fichte sticht, die Tanne nicht.“ Dieses Sprichwort verweist auf die Beschaffenheit der Nadeln. Während die Nadeln der Tanne zwei weiße Streifen haben und stumpf sind, hat die Fichte spitze, pieksende Nadeln. Beim Abreißen der Nadeln zeigt sich ein weiterer Unter-schied: An den Fichte bleibt ein bräunliches Fähnchen hängen, das Tannen nicht haben.

Die Baumbestimmung zeigt: Fichte und Tanne sind eng verwandt

Beide Baumarten gehören zur Familie der immergrünen Kieferngewächse, auf Lateinisch: „Pinaceae“. Tannenbäume zählen zur Unterfamilie der „Abietoideae“, Fichten zur Unterfamilie der „Piceoideae“. Beide Nadelbäume unterscheiden sich auch an der Rinde. Die Baumstruktur der Fichte ist schuppig und weist eine rote bis graubräunliche Farbe auf. Die Tanne hat dagegen einen glatten Stamm, der später rissig wird und von grauer bis weißlicher Farbe ist. Nicht unmittelbar sichtbar, aber dennoch verschieden ist das Wurzelsystem. Während die Tanne pfahlförmig wurzelt, ist die Fichte ein Flachwurzler. Dieser Unterschied wird besonders deutlich, wenn ein Sturm über die Wälder zieht. Fichten sind aufgrund der flachen Wurzeln weniger sturmresistent. Sie knicken eher um als Tannenbäume.

Nutzung von Tanne und Fichte

Große Tannen aus dem Schwarzwald waren früher die Exportschlager. Für die Herstellung von Schiffsmasten brauchte man ihr stabiles Holz. Baumkenner unterscheiden über 40 Tannenarten, darunter ist die Weißtanne die Bekannteste in Mitteleuropa. Heutzutage prägen vor allem Fichten das Bild unserer Nadelwälder. Der Grund ist einfach: Sie wachsen schneller und sind pflegeleichter als Tannen. Als Nutzholz findet Fichtenholz vor allem Verwendung in der Papier-, Bau- und Möbelindustrie. An Weihnachten jedoch läuft die Tanne der Fichte den Rang ab. Denn: Wer will schon einen Weihnachtsbaum mit stechenden Nadeln?

Im Sonnenlicht wirft ein Turm einen Schatten. Einen Tag lang bleiben wir ihm auf den Fersen und dokumentieren, wie er wandert.

Wir wollen einen Elefanten wiegen, indem wir ihn auf ein Floß bugsieren: Mit dem Dickhäuter verändert sich der Tiefgang des Floßes. Ob sich so sein Gewicht feststellen lässt?

Ein Hochzeitskleid wird gemacht. Das Material des Kleides: Salz. Damit das kristalline Kleid entstehen kann, müssen Salzgehalt, Temperatur und Experimentdauer exakt aufeinander abgestimmt werden.

Ein Wassertropfen fällt zu Boden. Ein alltäglicher Vorgang. Aber betrachtet man den Tropfen dabei durch die Linse einer Zeitlupenkamera, bietet er ein Schauspiel von majestätischer Schönheit. Beim Aufprall bildet sich eine Krone aus Wasser. Wie muss sie beschaffen sein, damit sie einem König passt?

Eine wurmförmige, kriechende, blätterfressende Raupe und ein eleganter, fliegender, nektarsaugender Schmetterling. Dass diese beiden ein und dasselbe Lebewesen sein sollen, ist schier unglaublich - aber wahr!

Dass die Kuckucksuhr aus dem Schwarzwald kommt, ist allgemein bekannt. Aber was hat es mit dem Kuckucksruf auf sich? Und wer hat sich die anderen Motive ausgedacht, die das holzgeschnitzte Stück schmücken?

In der Barockzeit war Kaffee ein Luxusgut. Das damals neue Modegetränk war vor allem bei Hofe „in“. Aber auch immer mehr Bürger aus der Mittelschicht wollten das begehrte Getränk genießen und rösteten in der heimischen Küche Kaffeebohnen. Warum aber mussten sie das heimlich tun und wieso galt es, sich vor „Schnüfflern“ in Acht zu nehmen?

Wir schicken einen Rennwagen mit Elektromotor an den Start - betrieben mit Batterien aus Zitronensaft und Kupfer- oder Magnesium-Elektroden. Eine Strecke von 200 Metern soll er bewältigen. Ob das zu schaffen ist?

Eine Batterie lässt sich aus Kohle, Metall, Papier, Flüssigkeit und Draht basteln. Unser Team belädt einen Anhänger mit solchen Batterien, um damit eine richtige Lokomotive anzutreiben. Die Lok ist zwar klein aber richtig schwer. Kann sie mit diesem Antrieb auf große Fahrt gehen?

Ein Solarballon in Form eines Wals: Wenn die Sonne ihn erwärmt hat, soll er mit Ballonfahrerin aufsteigen. Wird die Kraft der Sonne dafür reichen?

Insekten haben zum Teil eindrucksvolle Stech-, Saug- und Beißapparate. Aber können sie auch schmecken, was sie zu sich nehmen?

Ein schwerer japanischer Sumoringer wird an einem mit Deckel versehenen Glas in die Höhe gezogen. Die Kraft des Luftdrucks entscheidet, ob der Ringer schwebt oder abstürzt.

An den Seiten eines Buches ziehen wir einen Sumoringer in die Höhe. Die Reibungskräfte der ineinander verschränkten Buchseiten sollen ihn in der Luft halten. Wird er schweben oder zu Boden stürzen?

Pumpen wir mit einer Luftpumpe Luft in einen Ball, entsteht ein hoher Druck in der Pumpe, denn die Luft wird beim Pumpen komprimiert. Diese Druckluft wollen wir nutzen, um ein Auto zum Fahren zu bringen.

Wenn sich ein gedehntes Gummiband wieder zusammen zieht, übt es Kraft aus - Spannkraft. Mit der Spannkraft gebündelter Gummibänder wollen wir einen Propeller starten: Als Erstes gilt es, Tausende von Gummibändern zusammenzuknüpfen…

Kamele besitzen große, flache Sohlen, die das Körpergewicht hervorragend verteilen. Unser Eiertest soll zeigen, wie gut diese Gewichtsverteilung tatsächlich ist: Ein Kamel wird auf 500 Eier gestellt.

Wer etwas Schweres anheben möchte, braucht starke Muskeln – oder einen Flaschenzug. Was aber, wenn ein Klavier zu stemmen ist und nur ein einzelner Mann am Zugseil steht? Wird er es schaffen, das Klavier hochzuziehen, nur mit Hilfe mehrerer Flaschenzüge?

Der Schal einer Dame klemmt fest unter dem Rad eines Lastwagens. Kann ein einzelner Mann, nur mit Hilfe eines Hebels, einen so gewichtigen Wagen anheben?

Was passiert eigentlich, wenn ein 139 Meter hoher Stahlturm von der Sonne erwärmt wird? Mit Thermometern messen wir, wie sich die Temperatur am Turm im Laufe eines Tages verändert. Außerdem benutzen wir ein spezielles Messgerät, um jeweils die genaue Höhe des Turms zu ermitteln.

Wir untersuchen eine Flüssigkeit mit erstaunlichen Eigenschaften. Wird sie unter Druck gesetzt, fließt sie nicht davon, sondern verfestigt sich, wird dann aber gleich wieder flüssig. Wir lassen mehrere Sportler ein Becken durchqueren, das mit dieser Flüssigkeit gefüllt ist. Läufer, Weitspringer und Turner müssen heftigen starken Druck ausüben; nur dann kann das Flüssige fest werden.

Unterschiedliche Magnetpole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab. Diese Abstoßungskraft werden wir nutzen: Wir wollen eine mit Magneten bestückte Platte über einer zweiten, ebenso bestückten, Platte schweben lassen – wie einen fliegenden Teppich.

Eine Glühbirne soll mit Hilfe des Erdmagnetfeldes zum Leuchten gebracht werden. Dazu schwingen unsere Leute Drahtseile entlang der Magnetbahnen. Können wir Kräfte der magnetischen Pole der Erde so nutzen, dass unsere Glühbirne angeht?

Wir erhitzen Wasser in einem verschlossenen Rohr: Großer Druck entsteht. Wenn wir das Rohr öffnen, wird das Wasser zu Dampf und dehnt sich explosionsartig aus. Ob wir mit Hilfe einer solchen Dampfexplosion einen Ball aus dem Rohr herausschießen können?

Professionelle Sänger und Sportler versuchen mit bloßer Stimmgewalt ein Glas zerspringen zu lassen. Ob sie das schaffen?

Wir wollen mit einer schönen Unbekannten telefonieren. Die Ausrüstung: zwei Becher und eine sehr lange Schnur. Die Verbindung kommt nur zustande, wenn Becher und Schnur die Stimmen übertragen können. Und bis es soweit ist, geht so einiges schief.

Ein Windrad dreht sich, wenn sich ein Wärme abstrahlendes Objekt darunter befindet. Die erwärmte Luft steigt nach oben, Aufwind entsteht und setzt das Windrad in Bewegung. Ob wohl auch Körperwärme Aufwind erzeugen kann?

Gebündeltes Licht, das sehr energiereich ist - das ist ein Laserstrahl. Wie vielseitig Laser eingesetzt werden können, zeigt dieser Film.

Ein Lied zum Anfassen und immer wieder neu Abspielen ist das Ziel dieses Experiments. Dazu gießen wir die Vibration der Töne in eine Form. Es entsteht eine Welle. Mit einem Wagen, einer selbstgebauten Lautsprecherbox und einer kleinen Nadel wollen wir dieser Welle wieder die ursprünglichen Töne entlocken.

Auf einer großen Wand wollen wir einen Regenbogen erzeugen - mit Hilfe der Sonne und mit Glasperlen statt Regentropfen. Wenn das gelingt, sollen unsere Leute über diesen Regenbogen spazieren - ein ehrgeiziges Vorhaben!

Über einen langen Schlauch sollen zweitausend Liter Wasser von einem Wassertank in einen anderen gelangen und dabei eine Höhe von zehn Metern überwinden. Ob das gelingt?

Mit hohem Wasserdruck und einem scharfen Wasserstrahl rücken wir einem Apfel auf die Pelle. Mal sehen, ob er sich zerschneiden lässt.

Aus kreisförmig angeordneten Spiegeln bauen wir einen Solarkocher. Die Spiegel bündeln die Sonnenstrahlen auf den Boden einer Pfanne. Ob sich darin ein Steak braten lässt?

Ein Team von Radprofis will genügend Strom erzeugen, um ein Karussell in Schwung zu bringen. Ob das mit reiner Muskelkraft gelingt?

Wir wollen ein 100 Kilogramm schweres Gefährt in Gang bringen, mit einem Antrieb aus Ballonluft. Dazu benötigen wir sehr viele Ballons und ein ideales Verhältnis von Antriebsluft und Gewicht.

Ein langes, schweres Stahlrohr soll zum Wippen gebracht werden. Die erlaubten Hilfsmittel sind ein paar Gasbrenner und mehrere Kugeln, die in das Rohr gefüllt werden. Wir erhitzen eine Seite und lassen die andere abkühlen. Wie verhalten sich dabei die Kugeln und kann dieses Verfahren das schwere Stahlrohr in Bewegung setzen?

Viele Menschen wackeln nervös mit dem Knie. Wir wollen die Energie dieser Bewegung nutzen, um 10 000 Leuchtdioden zu betreiben. Ein kleines Plättchen, das wir an den Knien unserer Testpersonen befestigen, soll uns dabei helfen.

Einen Elektromagneten selbst zu bauen, ist kein Problem. Aber kann so ein Magnet auch das Gewicht eines erwachsenen Mannes halten?

Alles ist fein gerichtet, der Tisch ist gedeckt. Und jetzt: ziehen wir mit einem Ruck die Tischdecke weg. Wie verhindern wir einen Scherbenhaufen?

In der Evolution des Menschen gab es vor langer Zeit eine entscheidende Entwicklung - den Schritt zum aufrechten Gang. Welcher unserer Vorfahren hat ihn vollzogen? Und wann?

Wir verfolgen den Weg des Lichts vom betrachteten Objekt zur Netzhaut. Dabei wird klar: Vom Augapfel hängt es ab, ob jemand kurz- oder weitsichtig ist.

Ebbe und Flut sind regelmäßig wiederkehrende Wasserbewegungen der Ozeane. Die Ebbe bezeichnet den Zeitraum, in dem das Wasser sinkt, die Flut die Spanne, in der das Wasser steigt. Dies geschieht im Rhythmus von 12 Stunden und 25 Minuten. Dabei senken und heben sich die Ozeane um bis zu 20 Meter. In Deutschland kann man das Phänomen der Gezeiten besonders an den Küsten beobachten: An der Nordsee gibt es innerhalb eines Tages zweimal Hoch- und zweimal Niedrigwasser. Den in Metern gemessenen Unterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser bezeichnet man als Tidenhub.

Der Mond verursacht Ebbe und Flut

Der Mond bestimmt mit seiner anziehenden Wirkung auf die Erde die Gezeiten. Dabei wirkt der Mond wie ein Magnet und zieht das Wasser von der Erde weg. Auf der mondzugewandten Seite der Erde entsteht dadurch ein Flutberg, ebenso wie auf der mondabgewandten Seite. Beide Flutberge sind etwa einen halben Meter hoch. Dazwischen liegen zwei Ebbtäler. Innerhalb eines Tages dreht sich die Erde unter den beiden Flutbergen hindurch.

Anziehungskraft und Fliehkraft bestimmen die Gezeiten

Verantwortlich für die Entstehung von Ebbe und Flut sind zwei Kräfte: die Gravitationskräfte des Mondes und die Fliehkraft. Beide Kräfte wirken im Zusammenspiel mit dem Erde-Mond-System, das um einen gemeinsamen Schwerpunkt im Inneren der Erdkugel rotiert: Auf der mondzugewandten Seite wirkt die Anziehungskraft des Mondes stärker, auf der abgewandten Seite dominiert die Fliehkraft. Dadurch entstehen auf beiden Seiten der Erde Flutberge.

Einfluss der Sonne

Je nach ihrem Stand kann auch die Sonne das Spiel der Gezeiten beeinflussen und die Kraft des Mondes verstärken. Bei Voll- und Neumond wirken Sonne und Mond zusammen: die Folge, es kommt zu starkem Hochwasser, einer so genannten Springtide. Bei Halbmond sind Ebbe und Flut weniger stark ausgeprägt, da die Kräfte von Sonne und Mond in unterschiedliche Richtungen weisen. Dieses Phänomen des „Niedrigwassers“ nennt man Nipptide.

Warum wird es jeden Tag hell und jede Nacht dunkel? Und warum sind die Tage bei uns im Sommer länger als im Winter?

Bei älteren Menschen sind es vor allem hohe Töne, die nicht mehr wahrgenommen werden. Wir schauen nach, was im Ohr passiert.

Betrachtet man den Himmel an einem Sommertag vom Weltall aus, ist er schwarz, das Licht der Sonne gleißend weiß. Von der Erde aus gesehen wirken die Farben anders: Der Himmel ist strahlend blau, die Sonne wirft ein warmes, gelbes Licht.

Blauer Himmel durch farbiges Licht der Sonne

Warum der Himmel von der Erde aus betrachtet blau erscheint, liegt an der Beschaffenheit des Sonnenlichtes. Das Licht der Sonne besteht aus einzelnen Lichtstrahlen, die sich wellenartig fortbewegen. Sieht man alle Lichtstrahlen auf einmal, erscheint das Licht weiß. Wird das Licht jedoch abgelenkt, beispielsweise durch ein Prisma, dann werden einzelne Spektralfarben sichtbar wie Rot, Orange, Gelb, Grün, Violett oder Blau. Die Lichtstrahlen der Sonne bestehen somit aus bunten Farben.

Das Rayleigh-Phänomen erklärt den blauen Himmel

Auf ihrem Weg zur Erde durchdringen die Sonnenstrahlen die Erdatmosphäre. Diese besteht aus unsichtbaren Gasmolekülen, vor allem aus Stickstoff- und Sauerstoff. Treffen die Lichtstrahlen der Sonne auf diese kleinen Teilchen, werden sie abgelenkt, beziehungsweise gestreut. Da jede Farbe eine andere Wellenlänge hat, ist die Streuung unterschiedlich. Wenn die Sonne hoch am Himmel steht, so ist der Weg, den das Licht durch die Atmosphäre zurücklegen muss, relativ kurz. Es wird vor allem blaues Licht gestreut - der Himmel wirkt blau. Dieses Phänomen wird auch Rayleigh-Streuung genannt. Der Engländer John William Strutt, 3. Baron Rayleigh, entdeckte das physikalische Prinzip, das den blauen Himmel verursacht, im 19. Jahrhundert.

Rotes Sonnenlicht verursacht Farbe beim Sonnenuntergang

Zu Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang zeigt der Himmel andere Farben als das Blau am Tage. Variationen von Rottönen lösen das Blau ab und auch die tagsüber gelblich wirkende Sonne erscheint rot. Das liegt daran, dass die Sonnenstrahlen morgens oder abends einen längeren Weg durch die Atmosphäre haben, weil die Sonne tiefer steht: Es wird vor allem rotes Licht gestreut. Denn: Die Moleküle fangen nach einer kurzen Strecke das kurzwellige blaue Licht ab; auf der Erde kommen nur noch die langwelligen roten Strahlen an. Dies wird als Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang sichtbar.

Experiment mit Taschenlampe – Sonne und blauer Himmel

Schüttet man Milch in ein großes durchsichtiges Glas mit Wasser, so kann man die Lichtstreuung des Himmels nachahmen. Die Fettmoleküle der Milch, in der Rolle der Moleküle in der Atmosphäre, streuen das Licht der Taschenlampe. Das Licht erscheint blau, die Lichtquelle erzeugt einen gelblichen Schein wie die Sonne.

Wie kommt es, dass wir den Mond nicht immer gleich wahrnehmen, dass er sich zum Beispiel manchmal als Neumond, manchmal als Vollmond zeigt? Was haben Sonne und Erde damit zu tun? Das Video erklärt die Zusammenhänge.

Der Legende nach soll Markgraf Karl Wilhelm von Baden-Durlach eines Tages um das Jahr 1715 während einer Jagdpause im Hardtwald eingeschlafen sein und von der Gründung einer Stadt geträumt haben. Und genau an der Stelle, an der er sich ausruhte, sollte das Zentrum seiner neuen Residenzstadt entstehen: das Schloss.

Barocke Planstadt

Ob sich die Geschichte tatsächlich so zugetragen hat, ist nicht belegt. Sicher ist aber, dass der Markgraf vorhatte, eine neue Stadt bauen zu lassen. Bisher regierte er von seiner Residenz Durlach aus. Die kleine Stadt Durlach und das Schloss wurden Ende des 17. Jahrhunderts im Pfälzischen Erbfolgekrieg durch einen Brand schwer beschädigt. Karl Wilhelm entschloss sich, eine neue Residenz zu errichten. Eine Planstadt sollte es werden. Dabei wurde nichts dem Zufall überlassen. Die Anordnung der Bauwerke und Straßenzüge, die Höhe der Gebäude, die Entfernung der Häuser vom Schloss - das alles hatte seine Bedeutung und verdeutlichte die hierarchische Ordnung im Stadtbild. Der Herrscher grenzte sich klar ab von seinem Volk. Zum Beispiel wurde der Schlossgarten vor statt, wie üblich, hinter dem Schloss geplant. Das sorgte für gebührenden Abstand zu den Bewohnern der Stadt.

Der absolutistische Herrscher im Zentrum der Macht

Markgraf Karl Wilhelms großes Vorbild war der französische Sonnenkönig Ludwig der XIV. mit seinem prachtvollen Schloss Versailles. Ludwig der XIV. gilt als Begründer des Absolutismus in Frankreich. In dieser Staatsform im 17. Und 18. Jahrhundert war der König der uneingeschränkte Machthaber. Er betrachtete sich als auserwählt und stellte sich über Volk und Gesetz. Wie es sich für einen Herrscher im Absolutismus gehörte, plante auch der Markgraf seinen Wohnsitz genau im Zentrum seiner neuen Stadt „Karls-Ruhe“. Bevor mit dem Bau der Stadt begonnen werden konnte, mussten im Hardtwald erst einmal viele Bäume gefällt werden. Dann konnten sich Vermesser und Kartografen daran machen, die Pläne Karl Wilhelms umzusetzen.

Vom Jagdstern zur Fächerstadt Karlsruhe

Im Zeitalter des Barock blühten Musik, Kunst und Naturwissenschaften. So waren beim Bau der neuen Stadt viele gut ausgebildete Spezialisten am Werk. Ihnen standen modernste und sehr präzise Werkzeuge zur Verfügung. Der Stadtplan war nach dem Prinzip eines „Jagdsterns“ - eine spezielle Version barocker Landschaftsgestaltung - entworfen. 32 Straßen und Wege sollten strahlenförmig von einem zentralen Mittelpunkt ausgehen. Am 17. Juni 1715 wurde eben dort der Grundstein für den Schlossturm gelegt. Einige Straßenzüge sollten später von Häuserreihen gesäumt werden. Von oben betrachtet, erinnert der Stadtplan von Karlsruhe an einen Fächer. So bekam Karlsruhe den Namen „Fächerstadt“.

Mit der Entwicklung einer sehr leistungsfähigen Dampfmaschine kam Ende des 18. Jahrhunderts die industrielle Revolution in Gang. Überall in Europa entstanden riesige Industrieanlagen, in denen die neuen und teuren Dampfmaschinen Tag und Nacht in Betrieb waren. Da die Arbeiter mit den Maschinen nicht mithalten konnten, mussten neue Arbeitszeitmodelle entwickelt werden: Die Schichtarbeit wurde eingeführt.

James Watt und die industrielle Revolution

Mit der Entwicklung einer sehr leistungsfähigen Dampfmaschine, brachte der Erfinder James Watt Ende des 18. Jahrhunderts die industrielle Revolution ins Rollen. Die neuen Maschinen wurden zum Herzstück der neu entstehenden Industrieanlagen. Sie waren Tag und Nacht im Einsatz, damit sich die Investition für die Fabrikbesitzer lohnte. Auch für die Arbeiter brachen neue Zeiten an, denn die Arbeitsabläufe und Arbeitszeiten wurden neu organisiert.

Radikaler Umbruch: Massenproduktion und harte Arbeitsbedingungen

Im Mittelalter gab die Natur den Arbeitsrhythmus vor. Mit der Gründung der ersten Manufakturen im 18. Jahrhundert begann sich die Arbeitswelt zu verändern. Die Arbeitsabläufe wurden unterteilt und auf mehrere Schultern verteilt. Die industrielle Revolution brachte einen noch viel radikaleren Wechsel mit sich. Es war der Beginn der Technisierung, der Gewinnoptimierung durch Massenproduktion. Die Arbeitsplätze in den Fabriken zogen viele Menschen an. Aber die Bedingungen waren hart, die soziale Absicherung schlecht. Das große Angebot an Arbeitskräften machte es den Arbeitgebern möglich, die Arbeitsbedingungen zu diktieren: Sie verlängerten die Arbeitszeit und zahlten niedrige Löhne. Die Arbeit an den Maschinen galt als leichte Arbeit; so wurden auch immer mehr Frauen und Kinder beschäftigt.

Neuorganisation der Arbeitszeit

Während die Maschinen rund um die Uhr liefen, war die Leistungsfähigkeit der Arbeiter begrenzt. Oft arbeiteten sie zwölf Stunden bis zur völligen Erschöpfung – doch das reichte nicht aus. Um das Problem zu lösen, organisierten die Industriellen die Arbeit neu: In vielen Fabriken wurde der Zweischichtenbetrieb eingeführt. Die Arbeiter wechselten sich nun ab: Tagsüber arbeitete die „Tagschicht“, nachts die „Nachtschicht“. Auch sonntags wurde häufig gearbeitet. So war ein permanenter Betrieb möglich, 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche. Arbeitszeiten von zehn bis zwölf Stunden waren üblich.

Gesundheitliche Belastung – soziales Elend

Arbeitsschutzmaßnahmen gab es damals nicht, Unfälle waren an der Tagesordnung. Schichtarbeit und lange Arbeitszeiten hatten häufig negative gesundheitliche Folgen und brachten psychische Belastungen mit sich. Viele Menschen litten beispielsweise an Schlafstörungen oder an Herz-Kreislauferkrankungen. Wer nicht arbeiten konnte, bekam auch keinen Lohn. Zu den schwierigen Verhältnissen in den Fabriken kamen miserable Lebensbedingungen hinzu. Viele Arbeiter wohnten in Baracken in der Nähe der Fabriken. Dauerhafte Interessensvertretungen der Arbeiter gab es in den Betrieben erst etwa Mitte des 19. Jahrhunderts.

Die Stimmen von kleinen Jungen und erwachsenen Männer klingen sehr verschieden. Das liegt am Stimmbruch, der in der Pubertät stattfindet. Danach klingt die männliche Stimme dann viel tiefer. Aber was genau passiert eigentlich in dieser Phase und was "bricht" beim Stimmbruch?

Saugnäpfe kennt jeder - z.B. von der Fußmatte in der Dusche. Ganz klar eine menschliche Erfindung, ein technisches Patent. Oder vielleicht doch nicht?

Was hat das Nördlinger Ries mit der Mondmission zu tun?

An der Grenze zwischen Baden-Württemberg und Bayern liegt das Nördlinger Ries. Die kreisrunde Region mit einem Durchmesser von etwa 25 Kilometern entstand vor 15 Millionen Jahren. War es ein Vulkanausbruch? Über lange Zeit rätselten Wissenschaftler über die Entstehung dieses imposanten Kraters. 1970 bekam das Ries hohen Besuch aus Amerika: Astronauten der Mondmission „Apollo 14“ nahmen die Region genauer unter die Lupe. Aber warum?

Parabolantennen empfangen Radiowellen aus den Tiefen des Alls. Um herauszufinden, wie das funktioniert, lassen wir Bälle in einen Parabolspiegel fallen.

Was ist der genetische Code?

Über sieben Milliarden Menschen leben heute auf der Erde und jeder einzelne von Ihnen ist ein Unikat. Wie kann das sein? Der „genetische Code“ macht es möglich! In diesem Code sind die Informationen gespeichert, die der Körper braucht, um Proteine - die Grundbausteine des Lebens - zu bilden. Eine virtuelle Reise ins Innere einer Zelle zeigt die wichtigsten Schritte vom genetischen Code zum Protein und verdeutlicht das faszinierende Zusammenspiel von DNA, RNA und Enzymen.

Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg zählt zu den bedeutendsten Fossilien-Fundstätten weltweit. Eine Besonderheit ist der Steinheimer Schneckensand – Sandschichten, in denen Schneckengehäuse gefunden wurden. Die Schnecken veränderten über die Zeit ihre Form und passten sich perfekt ihrer Umwelt an - ein Beweis für die Evolutionstheorie von Charles Darwin.

Das Steinheimer Becken entstand durch einen Meteoriteneinschlag

Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg entstand durch einen Meteoriteneinschlag vor (rund) 14 bis 15 Millionen Jahren. Ein gigantischer Gesteinsbrocken hinterließ einen Krater mit Zentralhügel von etwa vier Kilometern Durchmesser. Hier wurden auch erstmals besondere Gesteine, sogenannte Strahlenkalke gefunden. Der Steinheimer Einschlagskrater, auch Impaktkrater genannt, füllte sich im Laufe der Zeit mit Süßwasser, so dass ein rund 80 Meter tiefer, kreisrunder See entstand. Am Ufer des Sees tummelte sich die damals heimische Tierwelt, aber auch im See lebten viele Pflanzen und Tiere.

Das Steinheimer Becken – eine weltweit bekannte Fundstätte für Fossilien

Besonders häufig kamen in dem Kratersee kleine Süßwasserschnecken vor. Ihre Schneckenhäuser kann man heute noch in den Sandsedimenten des Steinheimer Beckens finden. Der See verlandete im Laufe der Zeit und zählt heute zu den interessantesten Fossilienfundstellen weltweit. Außer den typischen kleinen Schnecken haben Forscher Überreste von über 90 Pflanzenarten, 50 Vogelarten und über 55 verschiedenen Säugetieren wie Gabelhirschen, Nashörnern oder Raubtieren in der Pharionschen Kalksandgrube bei Steinheim gefunden.

Der Steinheimer Schneckensand – eine kleine, biologische Evolutionsgeschichte

Die Schneckengehäuse, die im Steinheimer Becken gefunden wurden, sind eine Besonderheit. Wissenschaftler stellten fest: Die Gehäuseformen in den jüngeren Sedimentschichten hatten sich gegenüber denen in den älteren Sedimentschichten langsam verändert. Über tausende Schneckengenerationen hinweg entwickelten sich – durch Mutation und Auslese – verschiedene Arten aus der ursprünglichen Art. So konnten sich die Steinheimer Schnecken über eine Millionen Jahre lang, solange der See existierte, perfekt an ihre Umwelt anpassen und im See überleben. Der Paläontologe Franz Hilgersdorf entdeckte 1866 zum ersten Mal die allmähliche Formveränderung der Schneckengehäuse. Damit lieferte er den Beweis für die Darwin‘sche Evolutionsgeschichte am Beispiel des Steinheimer Schneckensandes.

Treibhausgase in der Atmosphäre nehmen zu, die Erde wärmt sich immer mehr auf. Woher kommt das?

Ein Jetstream ist ein sehr schneller, bandförmiger Westwindstrom, der Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde erreichen kann. Sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel gibt es Westwindströme, insgesamt zwei Jetstreams auf jeder Halbkugel. Die Westwindströmungen auf der Nordhalbkugel beeinflussen maßgeblich unser europäisches Wetter. Flugzeuge aus den USA mit dem Ziel Europa nutzen den starken Rückenwind von West nach Ost regelrecht als „Autobahn“. So können die Fluglinien Zeit und Benzin sparen. Doch wie kommt es zu dem Phänomen des „Jetstreams“, auch als „Strahlstrom“ be-kannt?

Der Jetstream, starke Winde in großer Höhe

Starke Westwindströmungen treten in großen Höhen von 10 Kilometern in der Troposphäre auf. Sie entstehen dort, wo kalte und warme Luftzellen aufeinander treffen. Der Westwind-strom an der Berührungsstelle von Polar- und Ferrelzelle heißt Polarfrontjetstream, die starken Winde zwischen Ferrel- und Hadleyzelle nennt man Suptropenjetstream. Unser Wetter in Europa wird am stärksten vom Polarfrontjetstream beeinflusst. Dieser Strahlstrom verläuft zwischen dem 40° und 60° Breitengrad und zählt zur Gruppe der „geostrophischen Winde“. Der Polarfrontjetstream bildet sich infolge globaler Ausgleichsbewegungen zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten. Dabei fließt warme Luft vom Äquator Richtung Nordpol, die durch die Erdrotation nach Osten abgelenkt wird.

Beeinflusst die Windrichtung: die Corioliskraft

Für die Ablenkung der Winde durch die Erdrotation ist die Corioliskraft verantwortlich. Sie ist nach dem französischen Wissenschaftler Gaspard Gustave de Coriolis benannt, der dieses Phänomen im Jahr 1835 als erster mathematisch untersuchte. Am Äquator dreht sich die Erde mit 1670 Kilometern pro Stunde nach Osten, in Richtung der Pole nimmt die Geschwindigkeit ab. Die Luftmassen, die so vom Äquator zum Nordpol strömen, nehmen den Schwung nach Osten mit und bewegen sich somit schneller als die Erdoberfläche weiter nordwärts. Daher führt die Corioliskraft auf der Nordhalbkugel zu einer Rechtsablenkung der Luftmassen; auf der Südhalbkugel zu einer Linksablenkung. Außerdem gilt: Je näher die Winde an die Pole herankommen, desto stärker ist die Ablenkung. Die Corioliskraft ist somit dafür verantwortlich, dass der Polarfrontjetstream Richtung Osten bläst.

Verantwortlich für unser Klima in Europa: die Rossby-Wellen des Jetstreams

In Deutschland kommt der Wind oft aus westlicher Richtung, vom Atlantik her. Er bringt feuchte Luft und sorgt für ein gemäßigtes Klima. Auch das verdanken wir einer Besonderheit des Strahlstroms: Der Jetstream ist kein gleichmäßiges Windband, er mäandert. Dabei entstehen großräumige Wellen in der Atmosphäre - sogenannte Rossby-Wellen -, in denen die Jetstreams sich um die Erde herum bewegen. Je nachdem wie die Wellen verlaufen, bilden sich Hoch- oder Tiefdruckgebiete. Sie wandern mit dem Strahlstrom von Westen nach Osten und beeinflussen unser Wetter in Europa.

Eine Welt ohne Telefon, SMS und Messenger-Dienste ist heute kaum noch vorstellbar. Aber wie übermittelte man früher Nachrichten? Berittene Boten wurden eingesetzt und man nutzte optische Signale wie Feuer, Rauch oder Licht, um Informationen weiterzugeben. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe einen optischen Telegraphen, der ganz neue Möglichkeiten eröffnete.

Claude Chappe und die optische Telegraphie

Bevor es in den 1840er Jahren möglich wurde, über elektrische Leitungen miteinander zu kommunizieren, wurden eilige Nachrichten von berittenen Boten überbracht. Schon lange davor verständigte man sich mithilfe optischer Signale: Über Fackeltelegraphen, Feuersignalketten, Rauchzeichen oder Spiegel, die das Sonnenlicht reflektierten, wurden Informationen weitergegeben. Diese Methoden waren aber störungsanfällig; längere Nachrichten, die viele Wörter enthielten, konnten so nicht übermittelt werden. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe gemeinsam mit seinen Brüdern eine besonders effektive Methode: die optische Telegraphie.

Effektive Kommunikation mit visuellen Zeichen

An einem Mast, der auf einem kleinen Turm oder einem Gebäude aufgestellt wurde, war ein schwenkbarer Querbalken befestigt. An dessen beiden Enden befand sich jeweils ein weiterer kleinerer, schwenkbarer Arm. Mit dieser Konstruktion konnten - über ein System von Seilzügen - je nach Position des Querbalkens und der Arme unterschiedliche visuelle Zeichen eingestellt werden. Diese waren jeweils einer Ziffer, einem Buchstaben, einzelnen Begriffen oder auch ganzen Sätzen zugeordnet. Der Sender verschlüsselte die Nachricht mit einem Zeichencode. Die Zeichen wurden über die Sendemasten eingestellt und als optisches Signal weitergegeben. In der Empfängerstation konnte die Nachricht mithilfe einer Tabelle entschlüsselt werden.

Über weite Entfernungen verschlüsselt kommunizieren

Damit die Kommunikation über weite Strecken möglich war, mussten sich die einzelnen Telegraphenstationen entlang einer Telegraphenlinie vom Sender zum Empfänger in Sichtweite befinden. Mit einem guten Fernrohr konnte man die Zeichen noch auf eine Entfernung von bis zu zwölf Kilometern erkennen. So weit waren die Telegraphenstationen auch maximal voneinander entfernt. Am Anfang der Nachrichtenkette stellten die Wärter der Sendestation die Zeichen über die schwenkbaren Arme ein. Diese wurden dann jeweils von den Betreibern der nächsten Station gesichtet und wiederum an die folgende Station weitergegeben.

Ein Telegraphennetz über das ganze Land

1792 konnte Claude Chappe die französische Nationalversammlung von seiner Entwicklung überzeugen; die ersten Telegraphenstationen wurden errichtet. Die erste „Telegraphenlinie“, d. h. die erste Anordnung mehrerer solcher Stationen hintereinander, wurde 1794 in Betrieb genommen. Sie bestand aus über 20 Stationen und verband Paris mit der Stadt Lille. Für die Übermittlung einer Botschaft aus 30 Wörtern brauchte man für diese Strecke von etwa 200 Kilometern ungefähr eine Stunde. Mit einem berittenen Boten hätte es einen ganzen Tag gedauert. Anfang des 19. Jahrhunderts entstand in Frankreich ein Netz von Telegraphenlinien, das sich über das ganze Land erstreckte. Es wurde mit über 500 Stationen zum wichtigsten, vor allem auch für militärische Nachrichten genutzten, System der Nachrichtenübertragung.

Andere Länder, andere Signale

Auch in Preußen, Schweden, England, Russland und Italien wurden optische Telegraphen zur Nachrichtenübermittlung eingesetzt. Es wurden dabei andere optische Signale verwendet. Statt drei Balken wie im französischen Telegraphennetz, mit denen 192 Einstellungen möglich waren, wurden beim Preußischen Telegraphen sechs Balken verwendet - damit waren 4.096 Einstellungen möglich. In England setzte man statt Balken achteckige drehbare Tafeln ein.

Die elektrische Telegraphie

Bevor elektrischer Strom effektiv und über weite Strecken genutzt werden konnte, war der optische Telegraph die schnellste Methode der Nachrichtenübermittlung. Dann erfand der Amerikaner Samuel Morse 1837 den elektrischen Schreibtelegraphen – den Morseapparat. Das Patent darauf meldete er 1840 an. Gegenüber der optischen Nachrichtenübermittlung hatte der elektrische Telegraph viele Vorteile: Zum Beispiel konnte er Tag und Nacht betrieben werden. Die übertragenen Zeichen waren nicht öffentlich sichtbar und konnten so besser geheim gehalten werden. Die optischen Telegraphenstationen wurden in der Folge nach und nach aufgegeben.

Können wir Töne unter Wasser hören? Pflanzt sich der Schall dort genauso fort wie in der Luft? Ein Versuch auf dem Meer soll Klarheit bringen. Wir lassen einen Lautsprecher ins Wasser, der einen Ton sendet und ein Mikrofon, das diesen Ton empfangen soll. Der Abstand zwischen beiden beträgt mehr als einen Kilometer. Mal hören, was passiert!

Der Wattwurm ist das „heimliche Wappentier“ des Wattenmeeres. Bei einem Experiment im Versuchslabor zeigt er, was er mit dem Wattboden macht und warum er so wichtig für das Ökosystem Wattenmeer ist.

In der Strömung von Bächen und Flüssen steckt viel Energie - die ein Flusskraftwerk anzapft. Haushohe Turbinen liefern Strom für hunderttausende Haushalte.

Wir wollen wissen, was die Luft aus einem Klassenzimmer wiegt. Wir sammeln die Luft in Plastiktüten ein und versuchen sie zu wiegen. Doch das geht schief. Vielleicht klappt es, wenn wir die Luft komprimieren?

Wasserdruck hat enorme Kräfte. Wir testen die Kraft des Wassers mit einem Motorrad, das dem Druck von 10 000 Meter Tiefe ausgesetzt wird.

Unter den Tieren gibt es solche, die allein am Geschmack verschiedene Gräser erkennen und andere, deren Zunge keine feinen Unterschiede erkennt.

Fressen und gefressen werden - ein ewiges Gesetz der Natur. Aber wer frisst eigentlich wen? Und was geschieht mit den Lebewesen am Ende ihres Lebens?

Die Sonne verwöhnt die Erde mit Licht und Wärme, schickt uns mehr Energie, als wir überhaupt benötigen. Jetzt muss man die Sonnenwärme nur noch einfangen und daraus Strom erzeugen.

Ohne unsere Knie geht gar nichts. Denn nur sie ermöglichen uns das Beugen und Strecken der Beine, eine Grundvoraussetzung des Laufens. In der Werkstatt baut der Schreiner ein Holzmodell des Knies. Und entdeckt dabei, dass das wertvolle Gelenk sehr viel mehr ist, als nur die Verbindung von Ober- und Unterschenkel.

Die Hüfte ist ständig im Einsatz. Besonders beim Tanzen wird ihr einiges abverlangt. Das Hüftgelenk muss sich drehen, beugen, wenden und darf dabei nicht kaputt gehen. Um zu sehen, wie dieses Wunderwerk genau funktioniert, baut die Schreinerin ein hölzernes Hüftgelenk und zeigt, wie die einzelnen Bestandteile ineinandergreifen.

Ein Schmied braucht kräftige Schultern, sonst kann er seine Arbeit nicht verrichten. Um zu verstehen, wie das Schultergelenk arbeitet, wird in der Schmiede ein metallenes Schultergelenk konstruiert. Funktionieren kann das Schultergelenk nur, wenn alle Elemente gut verbunden sind und perfekt ineinandergreifen.

Schall braucht ein Medium, um sich auszubreiten. Üblicherweise ist das Luft - aber wie genau funktioniert das eigentlich? Und was passiert im Vakuum? Das erklären die Wissenschafts-Comedians.

Kann eine Drehung allein durch Gewichtsverlagerung beeinflusst werden? Wir schicken vier Artisten in die Arena. Wird sich die Drehung eines großen Rads beschleunigen, wenn die Artisten von außen ins Innere des Rades klettern?

Wo heute der Rhein durch die Ebene zwischen Schwarzwald und Vogesen fließt, rumorte es vor 65 Millionen Jahren gewaltig in der Erde. Es war der Beginn eines spannenden geologischen Prozesses, durch den der Oberrheingraben entstand. Was ging da genau vor sich?

Wenn ein Blitz am Himmel zu sehen ist, sind meist auch Donner und Regen nicht weit - ein Gewitter ist im Anzug. Wie kommt es zu Blitz und Donner? Warum regnet es? Eine Animation zeigt die physikalischen Zusammenhänge.

Tropische Wirbelstürme entstehen über den Ozeanen durch die Verdunstung von warmem Meereswasser mithilfe der Corioliskraft. Sie erreichen Windgeschwindigkeiten von bis zu 250 Kilometer pro Stunde und verursachen nicht selten Überschwemmungen und Sturmfluten.

Tropische Wirbelstürme bilden sich über den Ozeanen

Ob Hurrikan, Taifun oder Zyklon – eines haben tropische Wirbelstürme trotz ihrer unterschiedlichen Bezeichnung in den verschiedenen Erdteilen gemeinsam: Die Stürme entstehen im Bereich der Tropen über den Ozeanen. Dabei verdunstet Meerwasser, so dass feuchtwarme Luft schnell nach oben steigen kann. Heftige Wirbelstürme können Schäden in Millionenhöhe verursachen und fordern mit ihrer gewaltigen Zerstörungskraft nicht selten viele Todesopfer, vor allem in den tropischen Küstenregionen.

Tropische Wirbelstürme sind abhängig von Wassertemperatur und Corioliskraft

Tropische Wirbelstürme können nur unter ganz bestimmten Bedingungen entstehen. Dazu muss die Temperatur der Meeresoberfläche mindestens 27 Grad Celsius betragen und die Corioliskraft mitwirken. Die Corioliskraft wird durch die Drehung der Erde erzeugt und lenkt die Luftmassen ab: auf der Nordhalbkugel nach rechts, also nach Osten, auf der Südhalbkugel nach links, also nach Westen. Treffen diese Faktoren - warmes Meerwasser und Corioliskraft - zusammen, kann daraus bei bestimmten Bedingungen ein Wirbelsturm entstehen. Das funktioniert aber nur innerhalb der tropischen Zone auf beiden Erdhalbkugeln - zwischen dem 5. und dem 20. Breitengrad. Am Äquator selbst sind die Ozeane zwar warm genug, aber die Corioliskraft fehlt. An den Polen ist es umgekehrt: Hier ist die Corioliskraft stark, jedoch das Meerwasser zu kalt.

Wirbelstürme entstehen durch Verdunstungen an der Meeresoberfläche

Ein tropischer Wirbelsturm entsteht immer gleich: Zunächst verdunstet Wasser an der Meeresoberfläche, die feuchtwarme Luft steigt auf und kondensiert in der Höhe. Durch die Kondensation entstehen Cumulus-Wolken, die mit ihrer Verdunstungswärme Energie für den Sturm liefern. Die Folge: Die Windgeschwindigkeit nimmt zu, es entstehen Gewitterwolken, die ringförmig angeordnet sind und durch die Corioliskraft zu rotieren beginnen. Diese spiralförmige Form eines Wirbelsturms bezeichnet man auch als Augenwall (eyewall) – hier treten die höchsten Windgeschwindigkeiten und die stärksten Niederschläge auf. Die sich drehenden Luftmassen können bis zu 250 Kilometer pro Stunde erreichen. Im Zentrum des Sturms, im sogenannten Auge (eye), ist es dagegen nahezu windstill. Hier herrscht ein Unterdruck, durch den feuchtwarme Meeresluft nachgesaugt wird. Diese steigt spiralförmig in den Eyewall und liefert weitere Energie für Wirbelsturm.

Folgen tropischer Wirbelstürme

Tropische Wirbelstürme entfalten bei zunehmender Stärke zerstörerische Kräfte. Auf See sorgen sie für hohen Seegang und gefährden die Schifffahrt. An Land zerstören Hurrikane, Taifune und Co. mit ihren enormen Windgeschwindigkeiten Gebäude, Straßen, Häfen. Hinzu kommen oft Schäden durch Starkregen, Überschwemmungen und Sturmfluten an den Küsten. Zum Glück besteht heutzutage mithilfe von Wettersatelliten und modernster Technik die Möglichkeit, tropische Wirbelstürme und ihren Zugweg genau zu bestimmen und die Bevölkerung rechtzeitig zu warnen.

Zum Verbrennen ist Erdöl eigentlich viel zu schade. Die Vorräte sind begrenzt und entstehen über lange Zeiträume - unser heutiges Erdöl stammt noch aus Zeiten der Dinosaurier.

Wie entstehen Regen und Hagel und welche verschiedenen Arten von Regen gibt es bei uns in Mitteleuropa?

Mit Hilfe eines mit Luft gefüllten Ballons kann man nachvollziehen, wie Wind entsteht. Öffnet man den Verschluss des Ballons, strömt die Luft nach außen und kann ein Windrad in Bewegung setzen. Aber was geschieht da genau?

Tiere fressen Pflanzen oder andere Tiere. Aber wovon ernähren sich eigentlich Pflanzen? Können sie von Wasser, Luft und Licht alleine leben?

Ein Kind im Mutterleib ist eingeschlossen in einer Wasserblase. Wie kommt es dort an Sauerstoff und Nahrung? Die Natur hat für ein ausgeklügeltes Versorgungssystem gesorgt.

Welchen Gesetzen folgen fallende Kugeln? Unser Team beobachtet das Verhalten verschiedener Kugeln und beschließt, mit den gewonnenen Erkenntnissen einen Großversuch zu starten.

Erdöl - ein wichtiger Rohstoff und Energieträger. Immer neue Bohrungen sind nötig, damit der Nachschub nicht abreißt. Aber zuerst muss ein Ölkonzern wissen, wo es sich zu bohren lohnt.

Schmetterlinge flattern meist so schnell und hektisch über die Wiesen, dass man gar nicht erkennt, wie sie ihre Flügel bewegen. Unsere Zeitlupenkamera macht den Flug verschiedener Schmetterlingsarten sichtbar.

Wir planen einen ganz großen Wurf. Von einem fahrenden Lastwagen aus, schleudern wir mit einer Wurfmaschine einen Ball senkrecht und sehr hoch in die Luft. Wird der Ball wieder auf den fahrenden Lastwagen zurückfallen?

Zwei Parabolspiegel stehen sich gegenüber. Die Verbindung zwischen den Spiegeln folgt festen Gesetzen. Wie funktioniert die Übertragung von Licht- und Schallwellen?

Süß oder salzig? Lecker oder nicht? Die Zunge ist unser "Vorkoster" und prüft, ob Speisen genießbar sind.

Computertomographen ermöglichen Ärzten dreidimensionale Blicke ins Innere des Körpers. Dahinter stecken ausgeklügelte Röntgentechnik und clevere Computerprogramme.

Die Wärme aus der Erde könnte eine Alternative zu fossilen Rohstoffen sein, denn diese werden knapper und teurer und verschärfen durch die Abgase den Treibhauseffekt. Geothermiekraftwerke nutzen heißes Wasser aus tief gelegenen Gesteinsschichten und erzeugen damit elektrischen Strom. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung, d.h. sie produzieren Strom und heizen auch per Fernwärme. Wie das genau geht, zeigt der Film mithilfe einer Animation.

Früher musste Weizen mühsam in Handarbeit geschnitten, gedroschen und die Spreu vom Weizen getrennt werden. Heute übernimmt all das eine einzige Maschine - der Mähdrescher.

Immer mehr Autos haben Navigationsgeräte, die dem Fahrer helfen, sich zu recht zu finden. Aber wie kann das Navi wissen, wo sich ein Fahrzeug befindet? Worauf stützen sich die „Anweisungen“, die es gibt?

Ein Sonnenkollektor wandelt Sonnenstrahlung in Wärmeenergie um. Sonnenkollektoren sind oft auf den Dächern von Privathaushalten installiert. Mit ihrer Hilfe kann man Wasser er-wärmen oder Heizenergie gewinnen. Solarenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und leistet damit einen wichtigen Beitrag für Ökologie und Umwelt.

Sammelt Sonnenlicht – der Sonnenkollektor

Doch wie funktioniert ein Sonnenkollektor? Treffen Lichtstrahlen auf einen Körper, dringen sie in diesen entweder ein oder werden reflektiert. Dabei gilt Folgendes: Ein heller Körper reflektiert viel und schluckt wenig Sonnenlicht; ein dunkler Körper reflektiert wenig, absor-biert aber mehr Sonnenstrahlen. Dieses Prinzip macht sich der Sonnenkollektor bei der Wärmegewinnung zu Nutze.

Wärmeenergie durch Absorber

Für die private Energiegewinnung werden vor allem Flachkollektoren verwendet. Diese Son-nenkollektoren bestehen aus zwei Schichten: Eine Glasscheibe oben und unten ein Absorber mit einer schwarzen Metallschicht. Darunter fließt Wasser als Wärmeträger. Treffen die Sonnenstrahlen durch die Glasscheibe auf die untere schwarze Schicht, wird beinahe der gesamte Spektralbereich des Lichtes geschluckt. Dabei erwärmen sich der Absorber und das darunter fließende Wasser. Der Absorber ist der wichtigste Bestandteil des Sonnenkollektors.

Heißes Wasser und Wärme dank Sonnenenergie

Das hört sich einfach an, hat jedoch einen Haken. Das schwarze Material schluckt viel Strah-lung, strahlt dabei aber auch wieder viel Wärme ab. Um diesen Energieverlust zu reduzieren, besitzt der Solarabsorber eine raffinierte Deckschicht aus besonderem Material. Damit ist der Sonnenkollektor allseitig wärmegedämmt und strahlt nur noch 5 Prozent der Energie wieder ab. Das Ergebnis: Das darunter fließende Wasser erreicht eine Temperatur von 60 bis 80 Grad! In gut gedämmten Leitungen fließt das warme Wasser in einen mit Schaumstoff isolierten Wassertank. Bei Bedarf kann das Brauchwasser aus diesem Wärmespeicher - zumindest in den Sommermonaten – jederzeit für eine warme Dusche genutzt werden.

Der Umwelt zuliebe: Solarthermie

Das Prinzip der Solarthermie ist bereits seit der Antike bekannt. Schon der Grieche Archime-des von Syrakus erkannte die Bedeutung von Brenn- und Hohlspiegeln. Der Legende nach soll er mit einem Solar-Spiegel die Flottenverbände der Römer in Brand gesetzt haben – oder zumindest die olympische Fackel. Erst im 18. Jahrhundert erfand der Schweizer Horace-Bénédict de Saussure den Vorläufer heutiger Solarkollektoren. Doch erst mit der Ölkrise in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen Politiker die Solarenergie als ernstzu-nehmende Alternative für herkömmliche Energien zu fördern.

Die Geburtsstunde der modernen Astronomie schlägt im 17. Jahrhundert mit der Erfindung des Teleskops: Ein gebogener Spiegel holt ferne Sterne ganz nah heran.

Wie auf der Straße, so muss auch auf dem Meer der Verkehr geregelt werden, damit es keine Unfälle gibt. Dazu wird Radar eingesetzt. Aber wie sieht so ein Radargerät aus und was „macht“ es genau?

In unserer immer mobiler werdenden Gesellschaft ist Erdöl ein wertvoller Rohstoff, denn aus Erdöl können wir Kraftstoffe für Autos gewinnen. Aber wie lassen sich Benzin und Diesel aus Rohöl - einem Stoffgemisch aus über 500 Komponenten - überhaupt isolieren?

Mit der Erfindung der Dampfmaschine begann das Industriezeitalter: Immer mehr Fabriken entstanden, die Arbeitsabläufe wurden neu strukturiert. Alltag und Arbeitsleben der Menschen veränderten sich grundlegend.

Das vorindustrielle Zeitalter

Bevor es Dampfmaschinen gab, richteten sich die Menschen nach dem Rhythmus der Natur. Bei der Arbeit waren sie auf ihre eigene Muskelkraft angewiesen oder auf die ihrer Nutztiere. Auch Wind- und Wasserkraft wurden genutzt. Dann wurde die Dampfmaschine erfunden.

Energie durch heißen Dampf

Die Geschichte der Dampfmaschine begann im Bergbau. In den Gängen und Schächten, die von den Bergleuten ins Erdinnere gegraben wurden, sammelte sich Wasser. Das musste wieder raus. Diese Arbeit erledigten bis ins 16. Jahrhundert sogenannte Wasserknechte, die das Grubenwasser mit Eimern und anderen Behältern abschöpften und nach oben transportierten. Viel effektiver waren Wasserhebe- und Pumpsysteme, die nach und nach aufkamen und mit Pferdestärke oder Wasserkraft angetrieben wurden. Ab Mitte des 17. Jahrhunderts wurden Pumpsysteme eingesetzt, die mit heißem Dampf angetrieben wurden. Die Maschinen wandelten die im Dampf enthaltene Wärme- und Druckenergie durch einen beweglichen Kolben in Bewegungsenergie um.

Thomas Newcomens Methode

Der englische Erfinder Thomas Newcomen entwickelte eine Methode, mit der man durch Wassereinspritzung den heißen Wasserdampf im Zylinder der Dampfmaschine schneller zum Kondensieren bringen konnte. Dadurch wurde im Antriebssystem auch schneller der gewünschte Unterdruck erzeugt, der für die Bewegung des Kolbens erforderlich war. Mit Newcomens Methode konnte die Taktfrequenz der Kolbenbewegung - und damit der Wirkungsgrad der Maschine - erhöht werden. 1712 kam eine solche Dampfmaschine erstmals in einem Kohlebergwerk zum Einsatz.

James Watts effiziente Dampfmaschine

Der schottische Erfinder James Watt fand heraus, wie der Wirkungsgrad der Newcomen-Dampfmaschine verbessert werden konnte. Dazu ließ er die Kondensation durch Wassereinspritzung abgetrennt vom Arbeits-Zylinder in einem Kondensator ablaufen. Die erste Dampfmaschine nach dem Watt‘schen Prinzip kam 1776 zum Einsatz. In den folgenden Jahren gelangen Watt weitere Verbesserungen. So entwickelte er eine Methode, mit der der Kolben von beiden Seiten durch Wasserdampf in Bewegung gebracht wurde. Diese Art Dampfmaschine war so effizient, dass allein mit ihrer Kraft viele andere Maschinen in Gang gesetzt werden konnten. Zum Beispiel Spinn- und Webmaschinen in der Textilindustrie.

Die Industrialisierung

Nicht nur in England, überall in Europa wurden zu Beginn des 19. Jahrhunderts riesige Fabrikanlagen gebaut, in denen die leistungsfähigen Maschinen zum Einsatz kamen. Über ein ausgeklügeltes Riemensystem konnten die Dampfmaschinen alle anderen Maschinen antreiben. Sie ermöglichten Massenproduktion bei gleichbleibender Qualität. Dampflokomotiven boten neue Möglichkeiten für den Transport von Personen und Gütern: Mit hohen Geschwindigkeiten brachten sie Menschen, Rohstoffe und Waren ans Ziel. Auch Schiffe wurden mit Dampfkraft angetrieben.

Schichtarbeit in den Fabriken

Mit dem Einsatz von Maschinen in den Fabriken veränderten sich die Arbeitsabläufe und Arbeitsbedingungen der Menschen radikal. Die Arbeitsabläufe wurden unterteilt; das oft monotone Bedienen von Maschinen wurde zur zentralen Aufgabe der Fabrikarbeiter. Sie mussten nun in Schichten arbeiteten, denn die Maschinen liefen rund um die Uhr. Sozial waren sie häufig kaum abgesichert, ihre Löhne waren niedrig und Arbeitszeiten von zwölf Stunden waren keine Seltenheit.

Eine Schatzkiste liegt am Grund eines Schwimmbeckens. Unsere Leute wollen sie bergen. Als Hilfsmittel haben sie nur ein mit Luft gefülltes Kissen zur Verfügung. Kann die Auftriebskraft ihnen vielleicht helfen?

Grillen und Heuschrecken zirpen. Sie verständigen sich also mit Schall, dabei haben sie gar keine Ohren am Kopf. Was ist ihr Geheimnis?

Wir wollen wissen: Verändern sich Töne, wenn sie beschleunigt werden – wenn die Tonquelle also zum Beispiel in einem Flugzeug mitfliegt? Oder ist das eine Frage des Standorts? Unser Team gibt alles, um diese bewegende Frage zu beantworten.

Die Erde besteht aus verschiedenen Schichten: aus Erdkruste, Erdmantel, äußerem und innerem Erdkern. Wie dick diese Erdschichten sind, woraus sie bestehen und welche Temperaturen in diesen Schichten herrschen, zeigt eine Animation.

Weinbergschnecken brauchen Kalk

Die Weinbergerschnecke ist die größte einheimische Landschnecke. Sie gehört zur Familie der Schnirkelschnecken und heißt auf Lateinisch Helix promatia. Ihr Markenzeichen ist ein fein straffiertes Schneckenhaus, das bis zu 5 cm groß werden kann. Weinbergschnecken haben es gerne warm; sie leben vorwiegend in Gärten, Hecken oder in lichten Wäldern. Dabei bevorzugen sie Untergründe aus Kalkgestein. Denn Kalk ist lebenswichtig für die Weinbergschnecke: Kalk ist der Baustoff ihres Gehäuses; sie löst ihn direkt mithilfe ihres Schleims aus dem Gestein oder nimmt ihn über die Nahrung auf. Weinbergschnecken vertilgen großen Mengen an Grün, ihre Leibspeise sind jedoch welke Pflanzenteile. Daher richten sie in Gärten kaum Schaden an.

Tricks zum Überwintern

Die wärmeliebenden Weinbergschnecken sind besonders im Frühling und Sommer aktiv. Bei bewölktem Himmel und nach ausgiebigen Regenfällen sind sie in ihrem Element. Doch im Herbst, wenn die Tage kürzer werden, treffen die großen Landschnecken Vorkehrungen für den Winter. An einer windgeschützten Stelle gräbt die Weinbergschnecke ein Loch und buddelt sich ein. Dann bereitet die Schnecke sich selbst vor: Sie sondert aus den Drüsen ihres Mantels ein kalkhaltiges Sekret ab. Mit diesem Sekret bildet sie einen luftdurchlässigen Kalkdeckel, mit dem sie ihr Gehäuse von innen verschließt. Allerdings reicht der Kalkdeckel nicht allein, um den frostigen Temperaturen zu trotzen. Die Weinbergschnecke fährt im Winter alle Körperfunktionen und ihren Sauerstoffverbrauch runter. Im Frühling lockt junges Grün-zeug, die Schnecke bricht den Kalkdeckel auf und beginnt ihr neues Lebensjahr. In freier Wildbahn können die größten einheimischen Landschnecken bis zu 20 Jahre alt werden.

Ein geschütztes Tier

Die Weinbergschnecke zählt zu den geschützten Tierarten in Deutschland. Warum das so ist, verrät ein Blick auf die Speisekarte exquisiter Restaurants. Weinbergschnecken gelten als Delikatesse. Das Sammeln der großen Landschnecken in der Natur hat dazu geführt, dass die helix promatia fast ausgestorben wäre. Heute steht die Weinbergschnecke unter Naturschutz und darf nur noch von Zuchtbetrieben an die Gastronomie verkauft werden.

Elektrostatische Ladung und Toner sind entscheidend, damit ein Kopierer kopieren kann. Ob wir elektrostatische Ladung selbst erzeugen und damit ein Poster drucken können?

Sie sind wahre Haftkünstler und gehen glatte Wände hoch - Geckos. Ihr Geheimnis liegt in den Zehen und ist nur mit dem Mikroskop sichtbar.

Grenzen der konventionellen Landwirtschaft

Für die konventionelle Landwirtschaft ist die intensive Nutzung der Böden durch Monokulturen und den Einsatz von Chemie problematisch. Dort, wo moderne Landwirtschaft auf hohe Erträge setzt, sind die Äcker oft ausgelaugt und vertrocknet, das Gleichgewicht der Böden ist zerstört. Die Folge: Die Landwirte setzen immer mehr Pflanzenschutzmittel und Dünger ein, damit die Erträge einigermaßen stabil bleiben. Dadurch verliert der für die Böden so wichtige Humus mit zahlreichen Mikroorganismen und Kleinstlebewesen kontinuierlich an Nährstoffen. Kommen zu den vorhandenen Problemen noch klimatische Schwankungen, beispielsweise lange Trockenperioden, dörren die Böden weiter aus, sind anfälliger für Schädlinge und weniger fruchtbar. Ein Teufelskreis.

Naturverträglich: Komposttee

Einige Landwirte machen sich Gedanken, wie man diesen Kreislauf durchbrechen und naturverträglicher wirtschaften kann. Landwirt Michael Reber aus Baden-Württemberg setzt zum Beispiel auf Komposttee. Auch seine Ackerböden sind durch den jahrelangen Einsatz von Pestiziden und synthetischen Düngemitteln ausgedorrt. Der Komposttee ist ein natürlicher Dünger, eine spezielle Mixtur aus Wasser, Kompost und anderen organischen Stoffen. In der Flüssigkeit vermehren sich wichtige Mikroorganismen, die die Pflanzen nicht nur schützen, sondern auch bei ihrer Aufnahme von Nährstoffen unterstützen. Bringt man den Komposttee auf den Äckern aus, regeneriert sich der Boden, Kleinstlebewesen siedeln sich wieder an. Tausendfüßler, Milben, Regenwürmer und anderes Getier sorgen - genauso wie Bakterien, Pilze und Mikroorganismen - dafür, dass der Boden gesund bleibt. Denn in einem humusreichen Boden, können Pflanzen viel besser mit Wasser und Nährstoffen versorgt werden.

Günstig und self-made

Der Komposttee hat auch noch weitere Vorteile: Landwirte wie Michael Reber können den biologischen Dünger selbst herstellen und in der Folge den Bodenlebewesen die Arbeit überlassen. Werden diese regelmäßig mit wertvollem Komposttee auf den Anbauflächen gefüttert, sorgen sie von allein dafür, dass der Boden gestärkt wird. Außerdem ist der Komposttee nicht nur eine natürliche, sondern auch eine preiswerte Lösung im Vergleich zu teuren Pflanzenschutzmitteln und Kunstdüngern.

Der Rhein entspringt bekanntlich in den Alpen, fließt in den Bodensee, durch diesen hindurch und auf der anderen Seite, bei Stein am Rhein, wieder heraus. Aber wie lange braucht das Rheinwasser von der Quelle bis zur vollbrachten Seedurchquerung?

Ein Versuch mit einer Plastikente: Sie wird an der Rheinquelle in den Alpen zu Wasser gelas-sen und auf die Reise geschickt. Verfolgt man die Ente, so müsste man die Zeit stoppen kön-nen, die das Rheinwasser braucht: von der Quelle bis zur Mündung in den Bodensee und durch diesen hindurch bis nach Stein am Rhein, wo der Rhein seinen Weg in Richtung Nor-den fortsetzt. Dafür müsste die Plastikente allerdings einmal durch den ganzen Bodensee schwimmen. Doch wird sie überhaupt in Stein am Rhein ankommen?

Rheinbrech: Treffpunkt von Alpenrhein und Bodensee

Die Quelle des Rheins liegt in den Alpen, im Gotthard-Massiv. Dort entspringen Vorder- und Hinterrhein. Der auf zweieinhalbtausend Meter liegende Toma-See gilt offiziell als Rhein-quelle. Das Wasser fließt viele Kilometer durch die Schweiz, bevor es als Alpenrhein bei Hard in den Bodensee fließt. Diese Stelle, an der Alpenrhein und Bodensee aufeinandertreffen, heißt Rheinbrech.

Das Wasser des Bodensees ist wärmer als das Rheinwasser

Doch zurück zum Versuch: Am Rheinbrech strauchelt die Plastikente schon, kurz bevor sie überhaupt den Bodensee erreicht hat. Da es nicht weiter geht, wird die Ente aus dem Was-ser genommen und erst hinter dem See wieder in den Rhein hineingesetzt. Doch welchen Rückschluss lässt das Enten-Experiment auf den Weg des Rheinwassers im Bodensee zu? Strömungsforscher Ulrich Lang erklärt, was dort passiert: Das grautrübe Wasser des Alpen-rheins mischt sich nicht sofort mit dem bläulichen Wasser des Bodensees; es setzt sich ab - deutlich sichtbar anhand einer farblichen Trennlinie. Der Grund dafür ist die unterschiedliche Temperatur. Das Wasser des Alpenrheins ist kälter als das des Bodensees. Außerdem enthält das bräunliche Flusswasser gelöste Schwebeteilchen. Beide zusammen, die niedrige Temperatur und die Sedimentfracht, machen das Wasser des Alpenrheins schwerer als das Oberflächenwasser des Sees.

Das Rheinwasser fließt nicht durch den Bodensee hindurch

Die Ente kommt genauso wenig voran wie das Rheinwasser. Der Grund: Das kalte Alpen-rheinwasser füllt den Bodensee nur, die Wassermassen wabern im See und fließen nicht durch diesen hindurch. Daher gibt es praktisch kaum Strömung, erklärt Strömungsforscher Lang. Wie schnell sich das Rheinwasser nach dem Rheinbrech im See weiter bewegt, hängt daher von anderen Faktoren ab: Zum Beispiel vom Wind. Im besten Fall würde die Plastiken-te bei starken Herbstwinden in Richtung Westen rund 21 Tage für die Überquerung des Bo-densees benötigen. Im schlechtesten Fall – wenn der Wind abflaut – könnte sie jahrelang auf dem Bodensee herumirren. Ob die Ente dann jemals die Ausmündung bei Stein am Rhein erreichen würde, bleibt offen. Mit der Plastikente ist die Frage, wie lange der Alpenrhein durch den Bodensee fließt, jedenfalls nicht zu lösen.

Im Frühling erwachen die Königinnen der Erdhummeln aus ihrem Winterschlaf und suchen Nektar. Dabei tanken sie Energie und bauen auch einen neuen Insektenstaat auf. Dazu nisten die Königinnen vorzugsweise in verlassenen Mäusenestern oder Maulwurfbauten, die bis zu 1,50 Meter tief unter der Erde liegen.

Die Erdhummel, ein Ubiquist

Am häufigsten kommt in Europa die Dunkle Erdhummel vor, auch Bombus terrestris genannt. Sie lebt in Feldern, Wiesen, an Waldrändern, in Parks und Gärten – sowohl im Flachland als auch im Mittelgebirge. Man erkennt diese Hummelart an ihrer schwarzen Farbe mit zwei gelben Querbinden und einem weißen Hinterteil. Dennoch ist sie in freier Wildbahn nur schwer von anderen Erdhummelarten wie der Hellen Erdhummel oder der Großen Erdhummel zu unterscheiden.

Die Königin gründet einen neuen Hummelstaat

In ihren Nestern formen die Königinnen aus Wachs kleine tonnenartige Zellen, die sie mit Nektar befüllen. In diese Wachskammern legen die Erdhummeln ihre Brut. Bei der Wahl ihres Baus achten die Hummeln darauf, dass es in der Umgebung genügend nektarreiche Blumen gibt. Denn: Die Königin besucht bis zu 6.000 Blüten, um ihre erste Brut aufzuziehen. Aus den geschlüpften Larven entwickeln sich die Arbeiterinnen für den neuen Hummelstaat. Die Hummelkönigin ist mit einer Länge von 2,5 Zentimetern die Größte im Nest, gefolgt von den Drohnen und den sehr viel kleineren Arbeiterinnen. In einem Nest können bis zu 500 Erdhummeln zusammenleben.

Erdhummeln schützen ihre Brut vor Hitze und Regen

Die Erdhummeln haben faszinierende Strategien entwickelt, um sich vor Gefahren zu schützen: Wird es zu heiß im Hummelnest, werfen die Arbeiterinnen ihre eigene „Klimaanlage“ an: Sie kühlen die Luft mit heftigem Flügelschlagen. Wird es zu nass, fächeln die Erdhummeln ihre Brut trocken und saugen das Regenwasser ab. Auf diese Weise wird die Brut gerettet.

Jungköniginnen sichern den Bestand der Erdhummeln

Im Herbst, wenn der Blütennektar rar wird, verenden die Königinnen und ihre Völker. Nur die ab Juni geschlüpften Jungköniginnen können den Winter überleben. Die Erdhummeln stärken sich an den letzten Nektarquellen und suchen sich ein sicheres Versteck für den Winter. Damit ist die neue Population der Erdhummeln für das kommende Jahr gesichert.

Einen Lichtstrahl wollen wir durch ein Gebäude über mehrere Stockwerke lenken, 350 Meter weit! Die einzigen Hilfsmittel: Laserlicht und Spiegel. Ob das gelingt?

Welche Möglichkeiten gibt es eigentlich, die Strömungsgeschwindigkeit in einem Fluss zu messen? Unser Team testet verschiedene Methoden und erläutert, wann welche Methode am besten eingesetzt wird.

Flaggenschwenker reihen sich auf einer langen Straße auf. Ein Signal ertönt. Jeder hebt seine Flagge genau dann, wenn er dieses Signal hört. Ob sich der Weg des Schalls so verfolgen und die Schallgeschwindigkeit messen lässt?

Ein Riesenpendel schwingt durch eine Sporthalle. Eine Bahngeschwindigkeit von 100 Kilometer pro Stunde ist unser Ziel.

Katzen sehen im Dunkeln sehr viel besser als Menschen. Das liegt an einer reflektierenden Schicht im Katzenauge, dem sogenannten „Tapetum Lucidum“. Diese Schicht wirkt wie ein Lichtverstärker und ist der Grund, warum dafür, dass Katzenaugen im Dunkeln aufleuchten.

In der Dämmerung sehen Katzen mehr als Menschen

Menschen sehen in der Nacht viel weniger als Katzen. Sie sind auf elektrisches Licht oder Reflektoren an Leitpfosten entlang der Straßen angewiesen. Diese „Katzenaugen“ tragen ihren Namen nicht umsonst: Denn die Augen der Katzen können – im Gegensatz zu den menschlichen Augen – Licht reflektieren und deshalb in der Dunkelheit viel besser sehen. Hinzu kommt, dass Katzen ein größeres Gesichtsfeld als Menschen haben. Die nachtaktiven Tiere nehmen an der Peripherie ihres Gesichtsfeldes mehr wahr, als Menschen dies tun.

Die Rezeptoren: Zapfen und Stäbchen

Was passiert, wenn Licht ins Auge fällt? Sowohl bei der Katze als auch beim Menschen trifft das Licht auf die Netzhaut. Diese besteht wiederum aus Millionen winziger Rezeptoren. Es gibt zwei Arten von Rezeptoren: Die Zapfen sind für die Farben zuständig, die lichtempfindli-cheren Stäbchen für die Hell-Dunkel-Wahrnehmung. Wichtige Unterschiede zwischen Katze und Mensch dabei sind: Katzen haben eine deutlich höhere Anzahl von lichtempfindlichen Stäbchen und eine andere Farbwahrnehmung als wir. Bisher gehen Wissenschaftler davon aus, dass Katzen die Welt eher blau-violett und grün-gelb sehen.

Das „Tapetum Lucidum“

Der entscheidende Unterschied aber, warum Katzen in der Dämmerung besser sehen als Menschen, ist eine reflektierende Schicht hinter der Netzhaut. Diese Schicht, Fachleute nen-nen sie „Tapetum Lucidum“, wirkt wie ein Lichtverstärker. Fällt das Licht ins Katzenauge, so wird es wie von einem Spiegel noch einmal auf die Rezeptoren zurückgeworfen. Das hilft den Vierbeinern aus wenig Licht sehr viel mehr zu machen. Leuchten Katzenaugen im Dunk-len auf, ist der Grund das „Tapetum Lucidum“. Die schlitzförmig, senkrecht stehenden Pupil-len der Katze ermöglichen darüber hinaus, dass der Vierbeiner einfallendes Licht, auch bei schlechter Beleuchtung, maximal nutzen kann.

Eine Stubenfliege zu fangen ist beinahe ein Ding der Unmöglichkeit. Das liegt an ihren Facettenaugen und ihrem flinken Gehirn. Im Gegensatz zum Menschen sieht sie um ein Vielfaches schneller und kann deshalb Gefahren rechtzeitig erkennen.

Die Facettenaugen der Stubenfliege bewahren sie vor Gefahren

Jeder kennt die Situation: Eine Stubenfliege schwirrt hartnäckig umher, es ist aber beinahe unmöglich sie mit der Hand zu fangen. Die Fliege ist einfach schneller – und das, obwohl sie im Durchschnitt nur sieben Millimeter groß ist und 20 Tage lang lebt. Von weitem betrachtet, scheint die Stubenfliege, genau wie der Mensch, nur zwei Augen zu haben. Tatsächlich hat sie zwei Facettenaugen, die aber jeweils aus tausenden sechseckigen Einzelaugen bestehen. Jedes Einzelauge hat Sinneszellen, die das Licht aus unterschiedlichen Blickwinkeln verarbeiten. Die Stubenfliege hat sozusagen einen eingebauten Rundumblick, während der Mensch ein begrenztes Gesichtsfeld hat.

Das Gehirn der Stubenfliege sorgt für eine schnelle Wahrnehmung

Doch das ist nicht der einzige Grund, warum die Stubenfliege reaktionsschneller ist als der Mensch. Aus Sicht der Fliege bewegen sich die Menschen vier Mal so langsam wie sie selbst und das liegt am flinken Gehirn der Stubenfliege. Die Wege im Fliegengehirn sind kurz, weshalb die kleinen Brummer Gefahren sehr viel schneller wahrnehmen als andere Lebewesen. Wie genau die Stubenfliege sieht, ist allerdings unklar. Sieht sie die Welt als zusammenhängendes Mosaik oder in tausend Einzelbildern? Das ist für die Wissenschaft noch zu erforschen.

Fernsehen ist für Stubenfliegen wie Zeitlupe

Bekannt ist jedoch, dass die Stubenfliege ein Vielfaches mehr an Bildern pro Sekunde sieht als der Mensch. Die Fliege kann etwa 200 einzelne Bilder pro Sekunde erkennen; der Mensch dagegen nur rund 18 Bilder. Das macht sich vor allem das Fernsehen zunutze: Ein Film besteht in der Regel aus 25 einzelnen Bildern pro Sekunde, die der Mensch als fließende Bewegungen wahrnimmt. Das Gehirn baut einzelne Bilder, die vom Auge an das Gehirn gesendet werden, zu einer fließenden Abfolge zusammen. Bei der Fliege geht das sehr viel schneller als beim Menschen. Deshalb sieht die Stubenfliege Fernsehen wie in Zeitlupe oder wie ein viel zu langsam ablaufendes Daumenkino.

Mit ihren feinen Nasen sind Spürhunde nützliche Verbündete des Menschen im Kampf gegen den Drogenschmuggel.

Wie stellten die Alemannen ihr Geschirr her?

Vor etwa 1500 Jahren siedelten Alemannen auf dem Gebiet des heutigen Baden-Württemberg. Sie verstanden es meisterhaft, ihr Geschirr für den täglichen Bedarf selbst zu fertigen. Wie gingen die Alemannen genau vor, um ihre Gebrauchskeramik herzustellen?

600 Kugeln, dicht an dicht aufgereiht. Einmal darf der Billardspieler stoßen. Wird es ihm gelingen, seine Stoßenergie bis zur letzten Kugel weiter zu geben?

Manche Objekte oder Lebewesen sind so klein, dass selbst eine Lupe nicht mehr ausreicht, um winzigste Details zu erkennen. Da hilft nur ein Mikroskop! Kriminalbiologe Mark Benecke nutzt es zum Beispiel für die Bestimmung von Fliegenlarven. Aber wie genau funktioniert ein Mikroskop?

Eine Lupe ist eine geniale Erfindung. Im Alltag ist sie hilfreich, um Kleingedrucktes zu entziffern. Für Kriminalbiologen wie Mark Benecke ist sie außerdem ein wichtiges Werkzeug am Tatort. Aber wie funktioniert eine Lupe?

Im Sonnenlicht wirft ein Turm einen Schatten. Einen Tag lang bleiben wir ihm auf den Fersen und dokumentieren, wie er wandert.

Ist etwas schmutzig geworden, bekommt man es mit Seife oder Waschpulver schnell wieder sauber. Aber mit welchem Trick schaffen es die waschaktiven Substanzen, ein eben noch verschwitztes und verschmutztes T-Shirt im Handumdrehen in ein blitzsauberes und wohlriechendes Kleidungsstück zu verwandeln?

Wir wollen einen Elefanten wiegen, indem wir ihn auf ein Floß bugsieren: Mit dem Dickhäuter verändert sich der Tiefgang des Floßes. Ob sich so sein Gewicht feststellen lässt?

Ein Hochzeitskleid wird gemacht. Das Material des Kleides: Salz. Damit das kristalline Kleid entstehen kann, müssen Salzgehalt, Temperatur und Experimentdauer exakt aufeinander abgestimmt werden.

Wasserkraft ist eine der ältesten Energiequellen - und dank Klimawandel und Kernkraft-Ausstieg wieder modern. Stauseen können Energie speichern und auf Knopfdruck Strom liefern.

Um herauszufinden, wieso Windeln große Mengen Flüssigkeit aufnehmen können und trotzdem trocken bleiben, basteln wir eine Riesenwindel. Wir lassen vier Probanden an den Start gehen. Sie sollen pinkeln, was die Windel hält…

In der Antike galt die Erde als Mittelpunkt des Universums. Dieses Weltbild hielt sich über hunderte von Jahren, bis es im Zeitalter der Renaissance durch die Berechnungen genialer Mathematiker ins Wanken kam. Einer von ihnen war Johannes Kepler. Was genau hat er herausgefunden?

In unserem Experiment schießen wir einen Ball rückwärts aus einem fahrenden Auto. Ball und Auto haben entgegengesetzt gleiche Geschwindigkeit. Heben sich die Geschwindigkeiten gegenseitig auf? Verharrt der Ball in der Luft? Die Hochgeschwindigkeitskamera wird es zeigen…

Exkremente sind so ziemlich das Letzte, was man sich als Leckerei vorstellt. Manche Tiere fressen allerdings ihren eigenen Kot oder den anderer - aus gutem Grund. Und auch der Mensch verzehrt durchaus gelegentlich Fäkalien.

Unter einem echten Gourmet stellt man sich meist einen älteren Herrn vor. Dabei ist dessen Geschmackssinn lange nicht so ausgeprägt, wie der eines Kindes.

Bei älteren Menschen sind es vor allem hohe Töne, die nicht mehr wahrgenommen werden. Wir schauen nach, was im Ohr passiert.

Was hat das Nördlinger Ries mit der Mondmission zu tun?

An der Grenze zwischen Baden-Württemberg und Bayern liegt das Nördlinger Ries. Die kreisrunde Region mit einem Durchmesser von etwa 25 Kilometern entstand vor 15 Millionen Jahren. War es ein Vulkanausbruch? Über lange Zeit rätselten Wissenschaftler über die Entstehung dieses imposanten Kraters. 1970 bekam das Ries hohen Besuch aus Amerika: Astronauten der Mondmission „Apollo 14“ nahmen die Region genauer unter die Lupe. Aber warum?

Was ist der genetische Code?

Über sieben Milliarden Menschen leben heute auf der Erde und jeder einzelne von Ihnen ist ein Unikat. Wie kann das sein? Der „genetische Code“ macht es möglich! In diesem Code sind die Informationen gespeichert, die der Körper braucht, um Proteine - die Grundbausteine des Lebens - zu bilden. Eine virtuelle Reise ins Innere einer Zelle zeigt die wichtigsten Schritte vom genetischen Code zum Protein und verdeutlicht das faszinierende Zusammenspiel von DNA, RNA und Enzymen.

Der zur Familie der Lappentaucher gehörende Haubentaucher war in Deutschland Vogel des Jahres 2001. Das hat seine Gründe: Er sieht gut aus, hat ein spektakuläres Balzverhalten und ist ein perfekter Unterwasserjäger!

Federhauben und Schwimmlappen

Der Haubentaucher (Podiceps cristatus) ist der bekannteste, größte und häufigste Vertreter einer der ältesten Vogelfamilien, der Podicipedidae, auch Lappentaucher genannt. Sein Familienname verdankt sich dem Umstand, dass er an den Zehen Schwimmlappen hat und keine Schwimmhäute wie Enten. Weitere illustre Familienmitglieder sind Rothals- und Schwarzhalstaucher, Ohren- und Haarschopftaucher. Haubentaucher sind etwa so groß wie Stockenten, haben aber viel längere Hälse; sie werden zwischen 800 und 1400 g schwer. Die Männchen und die etwas kleineren Weibchen sind gleich gefärbt, das Gefieder an Hals und Bauchunterseite ist weiß, der spitze Schnabel rötlich. Namensgeber und auffälligstes Merkmal im Prachtkleid ist die rotbraun und schwarz gefärbte Federhaube. Im Schlichtkleid, das vom Herbst bis in den Januar getragen wird, ist der Kopfschmuck stark reduziert.

Verbreitung und Lebensraum

Haubentaucher sind weit verbreitet; sie kommen in Europa, Asien und Nordafrika ebenso vor wie in Australien und Neuseeland. Je nach geographischer Lage sind sie Zug- oder Standvögel. In Deutschland sind Haubentaucher überwiegend Standvögel, die aber, wenn die Seen länger zugefroren sind, zum Überwintern auch an Küsten wandern. Zu den europäischen Seen, wo sie sich im Winterhalbjahr zahlreich einfinden, gehören Genfer See, Bodensee und Neuenburger See. Der Haubentaucher brütet auf Süßwasserseen mit ruhigen Schilfgürteln; am liebsten sind ihm fischreiche Gewässer, die mindestens fünf Hektar groß sind; auf kleineren Seen ist er nur selten zu finden. Vor der Brut kommt aber die Balz; und dabei legen sich Haubentaucher und Haubentaucherin mächtig ins Zeug.

Spektakuläres Balzverhalten

Ihre Balz macht die Haubentaucher zu Showstars im Vogelreich. Der ritualisierte Flirt, auch Paarbildungsverhalten genannt, besteht aus mehreren festen Elementen, die zu Balzzeremonien kombiniert werden: Beim Kopfschütteln verharren beide Partner in geringem Abstand voneinander und schütteln mit steil nach oben gerecktem Hals ihre Köpfe; beim Scheinputzen werden mit geschlossenem Schnabel wenige Federn angehoben; beim Material-Präsentieren zeigen die Partner sich gegenseitig einige Sekunden lang Pflanzenteile, ehe sie diese ins Wasser fallen lassen; die Geister- und Pinguin-Pose wiederum ist durch rasches Paddeln und den steil aus dem Wasser aufgerichteten Körper beider Partner charakterisiert, während die Katzen-Pose sich durch ein - scheinbar drohendes - Abwinkeln der Flügel auszeichnet. Das ausgeprägte gestische Balzverhalten wird akustisch von einem harten "kröck-kröck-kröck" untermalt.

Kernkompetenz Unterwasserjagd

Haubentaucher haben kräftige Beine, die - verglichen mit denen anderer Wasservögel - sehr weit hinten am Körper liegen. So kommen sie zwar an Land eher mühsam voran, aber für den Antrieb und die Steuerung unter Wasser sitzen die Beine ideal. Dort ist der Haubentaucher - wie sein Name schon andeutet - in seinem Element. Da er vergleichsweise wenig Luft in den Knochen hat, ist er relativ schwer und sein Auftrieb ist gering. Unter Wasser bewegt er sich sehr geschickt. Er kann bis zu einer Minute lang tauchen – dann muss er zum Luftholen an die Wasseroberfläche. Da ein erwachsener Haubentaucher pro Tag bis zu 200 Gramm Fisch benötigt, muss er einen halben Tag für die Nahrungsbeschaffung einplanen. Haubentaucher fressen hauptsächlich kleine Fische, die sie tauchend jagen und noch unter Wasser verzehren. Zur typischen Süßwasser-Beute gehören Flussbarsch und Rotauge, aber auch Wasserinsekten, Frösche, kleine Krebse und - in Küstengewässern - Garnelen werden nicht verschmäht.

Unter den Tieren gibt es solche, die allein am Geschmack verschiedene Gräser erkennen und andere, deren Zunge keine feinen Unterschiede erkennt.

Brot isst fast jeder von uns täglich. Aber wie wird eigentlich Mehl zu Brot? Wir werfen einen Blick in einen traditionellen Holzofen und in eine moderne Großbäckerei.

Wie entstand der Kaiserstuhl?

Der Kaiserstuhl in der Oberrheinebene im Südwesten Baden-Württembergs ist ein kleines Mittelgebirge Aber wie entstand der Kaiserstuhl eigentlich? Eine Zeitreise mehr als 40 Millionen Jahre zurück zeigt die Entwicklung dieser Region, die eine bewegte geologische Geschichte hat.

Wie entstanden die Höhlen der schwäbischen Alb?

Die Schwäbische Alb gilt als eine der höhlenreichsten Regionen in Europa. Weit über 2000 Höhlen sind bekannt und einige der schönsten sind für Besucher zugänglich. Aber wie entstanden die Höhlen eigentlich?

Wie entsteht ein Edelstein?

Edelsteine sind kostbar und faszinierend. Doch wie entstehen sie? Am Beispiel eines „Amethysten“ zeigt der Film, welche chemischen Prozesse über einen Zeitraum von zehntausenden von Jahren dazu geführt haben, dass sich dieser begehrte, violett glänzende, Stein gebildet hat.

Wer im Wald durchs Unterholz streift, läuft Gefahr von Zecken attackiert zu werden. Die kleinen Blutsauger, die zu den Spinnentieren zählen, haben erstaunliche Anpassungen entwickelt, um ihre Beute zu finden.

Wie findet man Trüffel?

Hauchdünn über ein Pastagericht geraspelt... so liebt sie der Feinschmecker! Trüffelpilze gelten als Delikatesse und sind nichts für den schmalen Geldbeutel. Das Kilogramm kann bis zu mehrere hundert Euro kosten. Nicht nur der Anbau, sondern vor allem auch die Suche nach den Edelpilzen gestaltet sich als echte Herausforderung.

Blinde Menschen können dank Braille-Schrift auch ohne Sehsinn lesen. Der Tastsinn macht's möglich.

Dorothea Seitz ist Gedächtnissportlerin. Sie ist in der Lage, sich weitaus mehr Dinge viel schneller einzuprägen als der Durchschnittsmensch. Aber auch "Normaldenker" können ihre Merkfähigkeit trainieren und von den Tipps und Tricks der Meisterin profitieren.

Waschen geht nicht, weil das Getreide sonst keimen würde. Aber wie kriegt man es dann trotzdem sauber?

Wie stellten die Alemannen ihr Geschirr her?

Vor etwa 1500 Jahren siedelten Alemannen auf dem Gebiet des heutigen Baden-Württemberg. Sie verstanden es meisterhaft, ihr Geschirr für den täglichen Bedarf selbst zu fertigen. Wie gingen die Alemannen genau vor, um ihre Gebrauchskeramik herzustellen?

Bevor das Getreide im Spätsommer geerntet wird, ist einiges auf dem Feld passiert. Wir beobachten genau wie Weizen keimt, wächst und blüht.

Wie wird Allgäuer Käse gemacht?

Wer Käse liebt, weiß den Allgäuer Käse besonders zu schätzen. Aber wie wird eigentlich aus der Milch der Kühe, die auf den Bergwiesen saftige Gräser und Kräuter weiden, ein Käselaib mit dem ganz besonderen, würzigen Aroma?

Dass man aus Kartoffeln alle möglichen Lebensmittel herstellt, ist bekannt. Aber Plastikbesteck? Kartoffeln sind anscheinend noch vielseitiger als gedacht.

Zucker ist aus unseren Lebensmitteln kaum noch wegzudenken. Anfangs wurde er fast ausschließlich aus Zuckerrohr gewonnen. Später entdeckte man, dass auch bestimmte Rüben Zucker liefern können. Doch wie kriegt man den Zucker aus der Rübe heraus?

Es ist eines unserer Grundnahrungsmittel - Weizenmehl. Wir kennen die goldenen Ähren auf dem Feld und das weiße Mehl in der Backschüssel. Welche Schritte liegen dazwischen?

Professionelle Sänger und Sportler versuchen mit bloßer Stimmgewalt ein Glas zerspringen zu lassen. Ob sie das schaffen?

Die Stimmen von kleinen Jungen und erwachsenen Männer klingen sehr verschieden. Das liegt am Stimmbruch, der in der Pubertät stattfindet. Danach klingt die männliche Stimme dann viel tiefer. Aber was genau passiert eigentlich in dieser Phase und was "bricht" beim Stimmbruch?

Der Hohle Fels bei Schelklingen auf der Schwäbischen Alb ist eine der bedeutendsten archäologischen Fundstätten der Jungsteinzeit weltweit. In der Karsthöhle fanden Archäologen die ältesten Skulpturen und Musikinstrumente der Welt, wie eine Flöte aus den Knochen des Gänsegeiers.

Der „Hohle Fels“: archäologischer Fundplatz und UNESCO-Weltkulturerbe

Die Karsthöhle Hohler Fels auf der Schwäbischen Alb bei Schelklingen zählt zu den bedeutendsten archäologischen Fundplätzen weltweit. Seit 2017 ist die über 6.000 Kubikmeter große Höhle Bestandteil des UNESCO-Weltkulturerbes „Höhlen und Eiszeitkunst der Schwäbischen Alb“. Aber was hat die imposante Höhle mit einem Geier und einer Flöte zu tun?

Skulpturen und Musikinstrumente

Im Jahr 2008 entdeckten Archäologen im Hohlen Fels bedeutende Funde aus der Jungsteinzeit vor rund 40.000 Jahren. Die Fundstücke geben einen guten Einblick in das Leben der Steinzeitmenschen. Der Hohle Fels im schwäbischen Achtal bot den Menschen nicht nur Schutz vor Kälte und wilden Tieren, sondern war auch ein Ort des künstlerischen Schaffens. Hier entstanden die ersten Elfenbeinskulpturen: beispielsweise ein Pferd oder Mammut sowie die berühmte Frauenfigur, die „Venus vom Hohlefels“. Aber nicht nur das: In der Höhle fand man auch die ältesten Musikinstrumente der Welt.

Überraschender Fund: eine Flöte aus Vogel-Knochen?

Im Jahr 2008 entdeckten Wissenschaftler im Höhlenboden die Fragmente mehrerer Elfenbeinflöten sowie ein in zwölf Teile zerbrochenes Blasinstrument. Diese Flöte bestand nicht aus Mammutelfenbein, sondern aus einem Vogelknochen. Vor mindestens 35.000 Jahren muss ein steinzeitlicher Mensch das Musikinstrument aus der Speiche eines Gänsegeiers geschnitzt haben. Dass es ein großer Vogel war, beweisen die Maße der Knochenflöte: Sie ist 21,8 cm lang und hat einen Durchmesser von 8 Millimetern. Der Vogel hatte daher eine Flügelspanne von mindestens zweieinhalb Metern. Mit einer Feuersteinklinge schnitzte der Steinzeitkünstler zusätzlich fünf Fingerlöcher und zwei v-förmige Kerben in den Knochen des Gänsegeiers. Ein Nachbau zeigt, dass mit der Geier-Flöte tatsächlich einzelne Töne erzeugt werden konnten.

Die größte Orgel Europas steht im Passauer Dom. Sie besteht aus 233 Registern und 17.974 Pfeifen. Die einzelnen Orgelregister kann der Organist ein- und ausschalten. Durch die Kombination der Register erhält eine Orgel ihre besonderen Klangfarben.

Die größte Orgel Europas steht im Passauer Dom

Eine der größten und berühmtesten Orgeln der Welt steht in Deutschland. Sie befindet sich im Dom Sankt Stephan in Passau. Die Passauer Domorgel wurde 1928 als damals größte Orgel der Welt erbaut: mit 208 Registern und 17.974 Pfeifen. Heute ist sie immerhin noch die größte Orgel Europas – nur übertroffen von zwei Kirchenorgeln in den USA. Einzigartig ist, dass die Passauer Domorgel aus fünf unterschiedlichen Teilorgeln besteht: Sie setzt sich zusammen aus der Hauptorgel auf der Empore, der Evangelien- und Epistelorgel auf der Westempore der Seitenschiffe, der Fernorgel, die sich im mittleren Gewölbejoch des Langhauses befindet und aus der Chororgel im Altarraum.

Das Register macht die Klangfarben einer Orgel aus

Der Domorganist hat vom Hauptspieltisch auf der Empore des Doms Zugriff auf alle fünf Teilorgeln zusammen. Von dort kann er alle 233 Register und jede der 17.974 Pfeifen erklingen lassen. Die größte Orgelpfeife wiegt über 306 Kilogramm und hat eine Länge von über elf Metern; die kleinsten Pfeifen sind dagegen nur sechs Millimeter lang. Beide „Extreme“ lassen Töne erklingen, die an der oberen bzw. an der unteren Hörgrenze des Menschen liegen. Die Klangfarben, die eine Orgel ausmachen, ergeben sich aber aus der Zusammenstellung der Register.

Ein Register besteht aus Pfeifen gleicher Art und Klangfarbe

Doch was ist ein Register? Ein Register ist eine Reihe von Pfeifen jeweils gleicher Bauart und Klangfarbe. Ein Register kann vom Organisten als Einheit ein- oder ausgeschaltet werden. Das heißt: Bei einer mechanisch betriebenen Orgel schiebt der Musiker die Registerzüge am Spieltisch zum Einschalten heraus und schiebt sie zum Abschalten wieder hinein. Bei vielen Registern erklingt pro Taste genau eine Pfeife, aber es gibt auch die Möglichkeit, die Register unterschiedlich miteinander zu kombinieren - sogenannte gemischte Stimmen. Die Passauer Domorgel ist deshalb so einzigartig, weil sie mit ihren 229 Registern und vier Glockenspielen durch eine unzählige Variation an Klangfarben und Schattierungen besticht.

Die meisten Menschen, die auf der indonesischen Insel Bali leben sind Hindus. Um mit ihren Göttern in Kontakt zu treten, spielen sie Gamelanmusik. Ein Gamelanorchester besteht aus über 30 Mitgliedern, die urtümliche Metallschlaginstrumente, wie Gongs, Xylophone, Becken und Klangschalen spielen. Das Orchester wird in seiner Gesamtheit als ein Instrument betrachtet - nur im Zusammenklang bekommt es einen Sinn.

Im Schweizer Appenzellerland pflegen die Einheimischen eine ganz ursprüngliche Musiktradition: den mehrstimmigen Jodelgesang, der auch als „Naturjodeln“ bezeichnet wird. Wenn sie das Vieh in die Berge zu den Sommerweiden treiben, stimmen sie diesen besonderen Gesang an. Die Melodien werden nur über das Gehör erlernt und von Generation zu Generation weitergegeben.

Abasse, Sadibou und Mobido stammen aus ganz unterschiedlichen Gegenden des westafrikanischen Staates Mali. Doch sie haben eines gemeinsam: Sie sind „Griots“ - Berufsmusiker und Geschichtenerzähler. Was genau hat es mit ihren Gesängen auf sich?

In der Barockzeit galten Tanzveranstaltungen als wichtiges gesellschaftliches Ereignis. Die Barocktänze waren allerdings nicht einfach zu erlernen. Wer es sich leisten konnte, engagierte einen Tanzmeister als Lehrer. Meistens brachte der eine Mini-Geige mit und gab im Unterricht den Takt vor.

Schall braucht ein Medium, um sich auszubreiten. Üblicherweise ist das Luft - aber wie genau funktioniert das eigentlich? Und was passiert im Vakuum? Das erklären die Wissenschafts-Comedians.

Die Stadt Mannheim hat musikalisch einiges zu bieten: Hier sind Kurpfälzisches Kammerorchester und Pop-Akademie zuhause. Und Berührungsängste haben Musiker beider Einrichtungen keine; sie wagen ein Experiment – gemeinsam wollen sie eine Barock-Sinfonie einstudieren.

Barock-Tradition

Mannheims Musiktradition reicht zurück bis in den Barock, als die Kurfürsten Karl III. Philipp und Karl Theodor von der Pfalz zwischen 1720 und 1760 das Mannheimer Schloss erbauen ließen. Dem Umzug in die neue Residenz folgte die Gründung der Mannheimer Hofkapelle, die ausersehen war, die Macht und den Reichtum des Landesfürsten Karl Theodor zu repräsentieren. Geleitet wurde das Orchester von Johann Stamitz (1717 – 1757), der zunächst Konzertmeister und ab 1750 Instrumentalmusikdirektor war. Er gilt als Begründer der Mannheimer Schule. Sie bildete zunächst Musiker, insbesondere Geigen-Virtuosen aus, machte sich aber bald auch als Kompositionsschule einen Namen. Stamitz wurde zwar nicht so berühmt wie seine Zeitgenossen Johann Sebastian Bach (1685 – 1750) und Georg Friedrich Händel (1685 – 1759), prägte als Komponist aber den Typus der Konzertsinfonie entscheidend mit. Das Kurpfälzische Kammerorchester, das heute regelmäßig im Rittersaal des Schlosses Konzerte gibt, ist auch mit Stamitz’ Werken vertraut, z. B. mit seiner Sinfonie in A-Dur, die sie einstudieren - allerdings mit ungewohnter Unterstützung; die klassischen Musiker sind zu Gast bei Studenten der Pop-Akademie.

Pop-Akademie

Auch die 2003 vom Land Baden-Württemberg gegründete „Pop-Akademie“ hat ihren Sitz in Mannheim. Die Hochschule bietet drei Bachelor- und zwei Master-Studiengänge in den Fachbereichen Populäre Musik und Musikwirtschaft an und realisiert regionale, nationale und internationale Projekte. Absolventen der Popakademie arbeiten als Musiker, Komponisten, Texter und Produzenten oder sind im Management und verschiedenen Bereichen der Musikwirtschaft tätig. Und offensichtlich können die Popmusik-Studentinnen und Studenten auch dem Werk eines Barock-Komponisten etwas abgewinnen, ihm gar eine eigene Note verleihen…

Barock und Pop – ein musikalischer Dialog

Im Zusammenspiel mit Musikern des Kurpfälzischen Kammerorchesters wagen die Popmusiker ein musikalisches Experiment. Können die klassischen Musiker und die Pop-Studenten gemeinsam eine Sinfonie von Johann Stamitz einstudieren und sich dabei gegenseitig befruchten? Das Ziel von Arrangeur Jonas Grauer ist eine Art musikalischer Dialog. Die Komposition aus der Barockzeit soll mit popmusikalischen Elementen kombiniert werden. Das ist eine große Herausforderung, denn es ist schwer, die unterschiedlichen musikalischen Denkweisen und Strukturen von Barock- und Pop-Musik unter einen Hut zu bringen. Die Barocke Musik zeichne aus, so Grauer, dass sie durch Stimmführungstonalität gebunden sei; einzelne Stimmen ergäben zusammen ein größeres Ganzes. Popmusik habe dagegen eine akkordisch gebundene Struktur. Während man im Barock eher in einzelnen Linien dachte, geht man im Pop eher von einzelnen Akkorden aus. Da aber beide Musikstile einen beschwingten Grundimpuls haben, finden alte und neue Instrumente zu einer musikalischen Verständigung und Orchester und Band einen gemeinsamen Nenner. Am Ende gelingt eine klangliche Synthese, mit der alle Beteiligten zufrieden sind.

Flaggenschwenker reihen sich auf einer langen Straße auf. Ein Signal ertönt. Jeder hebt seine Flagge genau dann, wenn er dieses Signal hört. Ob sich der Weg des Schalls so verfolgen und die Schallgeschwindigkeit messen lässt?

In Trossingen wurde das Grab eines alemannischen Anführers entdeckt. Die Archäologen freuten sich ganz besonders über einen ungewöhnlichen Fund: Unter den Grabbeigaben war eine erstaunlich gut erhaltene Leier – 1500 Jahre alt! Aber wie spielt man eigentlich auf solch einem Instrument?