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Schiefer ist ein sehr altes Gestein, das vor 400 Millionen Jahren durch Ablagerungen von Tonschlick am Meeresboden entstand. Mit der Ausbildung von Gebirgen entstand die typische Schieferstruktur. Durch die gute Spaltbarkeit ist Schiefer sehr geeignet für die Herstellung von Dachplatten.

Entstehung von Schiefergestein

Schieferhäuser- und Dächer prägen das Bild vieler Ortschaften in Deutschland, zum Beispiel im Hunsrück, in der Eifel oder an der Mosel. Hier wird nach guter Tradition Schiefer abgebaut und verarbeitet. Schiefer ist ein sehr altes Gestein, ein sogenanntes Sedimentgestein. Es entstand durch Ablagerungen vor 400 Millionen Jahren in der erdgeschichtlichen Zeit des Devon. Zu dieser Zeit war das Gebiet von Eifel, Mosel und Hunsrück ein tropisches Meer. Durch die Flüsse gelangten große Mengen von Verwitterungsschutt dorthin und lagerten sich als Tonschlamm in den Senken am Meeresboden ab. Unter ihrem eigenen Druck verdichteten sich die feinkörnigen Tonschlick-Sedimente und verfestigten sich zu Tonstein. Als sich später die Gebirge bildeten, wurden die Tonsteinschichten durch seitlichen Druck aufgefaltet. Es entstand die typische Schieferstruktur, die in der Fachsprache auch Schieferungsfläche heißt.

Tradition in Deutschland: Schieferbergwerke

In Deutschland wird an mehreren Standorten Schiefer abgebaut. Einer der traditionellen Abbauorte ist das Schieferbergwerk Altlay im Hunsrück. Das Gestein wird dort unter Tage in einer Tiefe von 120 Metern mit modernen Geräten und Maschinen abgebaut. Beim Abbau müssen die Bergmänner darauf achten, dass das Schiefergestein möglichst frei von anderen Gesteinsschichten ist. Ist eine gute Stelle gefunden, beginnt die Arbeit: Die Wand wird mit einer speziellen Säge vorbereitet und später Block für Block mit dem Presslufthammer aus dem Berg gelöst. Eine Bergwerksbahn transportiert die mehrere Tonnen schweren Schieferblöcke ans Tageslicht. Dort werden die Blöcke in Fertigungshallen weiterverarbeitet und in handliche Stücke gespalten.

Gut fürs Dach: Schiefer

Das gemeinsame Merkmal aller Schieferarten ist die ausgezeichnete Spaltbarkeit. Das macht dieses Gestein so wertvoll beim Hausbau, insbesondere für das Dachdecken. Besonders beliebt sind die dunklen Tonschieferplatten für Dächer. Warum? Sie halten Frost aus, sind säurefest und gelten als langlebiges Material. In vielen Ortschaften sind aber auch Fassaden und Giebel mit Schieferplatten verkleidet. Kaum zu glauben, dass jede Platte noch heute in Handarbeit gespalten und zugerichtet werden muss. Obwohl Deutschland ein traditionelles Land für den Schieferabbau ist, gilt Frankreich mit weitem Abstand als das größte Verbraucherland. Weitere Länder für den traditionellen Schieferabbau in Europa sind England und Spanien.

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.

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.

Der Regenwurm führt ein Leben im Verborgenen. Man bekommt ihn nur selten zu Gesicht. Und wenn, dann meistens – wie der Name schon sagt – bei Regen. Aber eigentlich fühlt er sich nur unterirdisch so richtig wohl. Denn dort – im Boden - ist sein Zuhause. Aber was macht so ein Regenwurm eigentlich den lieben langen Tag und warum ist er so wichtig für fruchtbaren Boden?

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.

Wie viele andere Staaten ist die Bundesrepublik Deutschland eine Demokratie, in der politische Entscheidungen von gewählten Volksvertretern getroffen werden. Die „Herrschaft des Volkes“ hat ihren Ursprung im Griechenland der Antike. Aber wie ist diese Staatsform eigentlich entstanden?

Erste demokratische Prinzipien unter Solon

Im Jahr 594/93 vor Christus wird Solon in Athen zum „Archon“ gewählt, zum Amtsvorsitzenden. Mit seiner einflussreichen Stellung hätte er Anspruch auf eine autoritäre Alleinherrschaft in Athen, doch er verzichtet darauf und entschließt sich, Athens Gesetze und Verfassung zu reformieren. Solon setzt erste demokratische Bestrebungen um, die die Freiheit des Einzelnen, das Gemeinwohl und die politischen Mitbestimmung der Athener Bürger betreffen.

Eine neue Staatsform wird geboren

Nach Solons Reformen bricht in Athen zunächst wieder eine Periode der Tyrannenherrschaft an. 514 vor Christus wird ein Attentat auf den Tyrannen Hipparchos verübt, der Athen regiert. In aller Öffentlichkeit wird er von Harmodios und Aristogeiton erstochen, die einer Verschwörergruppe gegen den Tyrannen angehören. Nun muss über eine neue Führung Athens nachgedacht werden. Der Staatsmann und Politiker Kleisthenes hat die Idee, dass das Volk „Demos“ die Herrschaft „Kratos“ in Athen übernehmen soll. Aus diesen beiden Begriffen setzt sich der Name der neuen Staatsform zusammen: „Demokratie“. Kleisthenes gilt als Begründer der „Attischen Demokratie“, der frühen Form eines politischen Systems, das auf dem Prinzip der Volkssouveränität beruht. Das bedeutet: Nicht ein absoluter Herrscher, sondern das Volk bestimmt über die Verfassung.

Gleiches Stimmrecht - für alle?

Nach Kleisthenes Vorstellung sollen die Bürger Athens Mitglieder der Volksversammlung mit gleichem Stimmrecht werden. Jeder von ihnen kann sich für ein Amt zur Wahl stellen. Sie sollen regelmäßig zusammenkommen, über gesellschaftliche Belange diskutieren, politische Entscheidungen treffen, Gesetze beschließen und Amtsträger wählen. Aber das neue Recht gilt nicht für alle. Ausgeschlossen von den Versammlungen sind Frauen, Sklaven und Einwanderer. Man geht davon aus, dass damals nur etwa 15 bis 20 Prozent der Bevölkerung am politischen Leben teilnehmen durften.

Das Ende der Demokratie im antiken Griechenland

Antipaotros, der Nachfolger Alexanders des Großen von Makedonien, besetzt 322 vor Christus den Hafen von Athen. Athen wird Teil des mazedonischen Königreiches. Staatsform ist von nun an die Oligarchie, die Herrschaft weniger Vermögender. Die Ära der Demokratie im antiken Griechenland, die bis zu diesem Zeitpunkt fast 200 Jahre gedauert hat, geht zu Ende. Dass die Demokratie später wieder aufblüht, ist den Schriften des Philosophen und Staatskundlers Aristoteles zu verdanken.

Aristoteles‘ Schriften

Aristoteles ist eigentlich ein Gegner der demokratischen Idee, denn er betrachtet sie als Herrschaft der ungebildeten Masse und befürchtet, dass die einsichtigen und tugendhaften Bürger in der Minderheit seien. So könne - seiner Ansicht nach - kein Staat ordentlich funktionieren. Aber gerade, weil Aristoteles so viele Bedenken hat, schreibt er seine Gedanken über die Staatsform „Demokratie“ nieder; so bleiben sie erhalten und überdauern fast zweitausend Jahre, in denen nicht das Volk regiert, sondern Monarchen und Feudalherren herrschen.

Aufklärung und moderne Demokratie

Im 17. Jahrhundert beschäftigen sich Philosophen wie Immanuel Kant, John Locke, Jean-Jacques Rousseau, und Charles Montesquieu mit einem neuen Menschenbild: Die geistige Bewegung der „Aufklärung“ entsteht; der Mensch wird als freies und vernunftbegabtes Wesen betrachtet, das über sein Leben selbst bestimmen kann. Die Philosophen der Aufklärung denken über Staatsformen nach, in denen niemand durch eine Obrigkeit unterdrückt wird. Die Freiheit des Einzelnen soll gewährleistet sein und die öffentliche Ordnung zugleich aufrechterhalten werden. Die Ideen der Aufklärung sind die Grundlage für moderne Staaten: In England wird 1689 vom Parlament die Bill of Rights verabschiedet, ein Gesetz, das die Rechte des Parlaments gegenüber der Monarchie stärkt. Die erste moderne Demokratie entsteht Ende des 18. Jahrhunderts in den Vereinigten Staaten von Amerika.

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?

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Erste demokratische Prinzipien unter Solon

Im Jahr 594/93 vor Christus wird Solon in Athen zum „Archon“ gewählt, zum Amtsvorsitzenden. Mit seiner einflussreichen Stellung hätte er Anspruch auf eine autoritäre Alleinherrschaft in Athen, doch er verzichtet darauf und entschließt sich, Athens Gesetze und Verfassung zu reformieren. Solon setzt erste demokratische Bestrebungen um, die die Freiheit des Einzelnen, das Gemeinwohl und die politischen Mitbestimmung der Athener Bürger betreffen.

Eine neue Staatsform wird geboren

Nach Solons Reformen bricht in Athen zunächst wieder eine Periode der Tyrannenherrschaft an. 514 vor Christus wird ein Attentat auf den Tyrannen Hipparchos verübt, der Athen regiert. In aller Öffentlichkeit wird er von Harmodios und Aristogeiton erstochen, die einer Verschwörergruppe gegen den Tyrannen angehören. Nun muss über eine neue Führung Athens nachgedacht werden. Der Staatsmann und Politiker Kleisthenes hat die Idee, dass das Volk „Demos“ die Herrschaft „Kratos“ in Athen übernehmen soll. Aus diesen beiden Begriffen setzt sich der Name der neuen Staatsform zusammen: „Demokratie“. Kleisthenes gilt als Begründer der „Attischen Demokratie“, der frühen Form eines politischen Systems, das auf dem Prinzip der Volkssouveränität beruht. Das bedeutet: Nicht ein absoluter Herrscher, sondern das Volk bestimmt über die Verfassung.

Gleiches Stimmrecht - für alle?

Nach Kleisthenes Vorstellung sollen die Bürger Athens Mitglieder der Volksversammlung mit gleichem Stimmrecht werden. Jeder von ihnen kann sich für ein Amt zur Wahl stellen. Sie sollen regelmäßig zusammenkommen, über gesellschaftliche Belange diskutieren, politische Entscheidungen treffen, Gesetze beschließen und Amtsträger wählen. Aber das neue Recht gilt nicht für alle. Ausgeschlossen von den Versammlungen sind Frauen, Sklaven und Einwanderer. Man geht davon aus, dass damals nur etwa 15 bis 20 Prozent der Bevölkerung am politischen Leben teilnehmen durften.

Das Ende der Demokratie im antiken Griechenland

Antipaotros, der Nachfolger Alexanders des Großen von Makedonien, besetzt 322 vor Christus den Hafen von Athen. Athen wird Teil des mazedonischen Königreiches. Staatsform ist von nun an die Oligarchie, die Herrschaft weniger Vermögender. Die Ära der Demokratie im antiken Griechenland, die bis zu diesem Zeitpunkt fast 200 Jahre gedauert hat, geht zu Ende. Dass die Demokratie später wieder aufblüht, ist den Schriften des Philosophen und Staatskundlers Aristoteles zu verdanken.

Aristoteles‘ Schriften

Aristoteles ist eigentlich ein Gegner der demokratischen Idee, denn er betrachtet sie als Herrschaft der ungebildeten Masse und befürchtet, dass die einsichtigen und tugendhaften Bürger in der Minderheit seien. So könne - seiner Ansicht nach - kein Staat ordentlich funktionieren. Aber gerade, weil Aristoteles so viele Bedenken hat, schreibt er seine Gedanken über die Staatsform „Demokratie“ nieder; so bleiben sie erhalten und überdauern fast zweitausend Jahre, in denen nicht das Volk regiert, sondern Monarchen und Feudalherren herrschen.

Aufklärung und moderne Demokratie

Im 17. Jahrhundert beschäftigen sich Philosophen wie Immanuel Kant, John Locke, Jean-Jacques Rousseau, und Charles Montesquieu mit einem neuen Menschenbild: Die geistige Bewegung der „Aufklärung“ entsteht; der Mensch wird als freies und vernunftbegabtes Wesen betrachtet, das über sein Leben selbst bestimmen kann. Die Philosophen der Aufklärung denken über Staatsformen nach, in denen niemand durch eine Obrigkeit unterdrückt wird. Die Freiheit des Einzelnen soll gewährleistet sein und die öffentliche Ordnung zugleich aufrechterhalten werden. Die Ideen der Aufklärung sind die Grundlage für moderne Staaten: In England wird 1689 vom Parlament die Bill of Rights verabschiedet, ein Gesetz, das die Rechte des Parlaments gegenüber der Monarchie stärkt. Die erste moderne Demokratie entsteht Ende des 18. Jahrhunderts in den Vereinigten Staaten von Amerika.

Zwischen Immendingen und Tuttlingen auf der Schwäbischen Alb passiert jeden Sommer etwas Merkwürdiges: Die Donau verschwindet, das Flussbett fällt trocken. Das Wasser der Donau löst sich aber nicht in Luft auf – es gelangt in die Nordsee. Wie das geschieht, zeigt der Film.

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?

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?

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?

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…

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

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.

Die Radierung ist eine Drucktechnik aus dem 16. Jahrhundert. Dabei wird zunächst eine Blei-stiftzeichnung auf eine lackierte Druckplatte übertragen; anschließend werden die gezeich-neten Linien in die Lackschicht eingeritzt. Ein Säurebad sorgt dafür, dass sich die eingeritzten Linien in die Platte einätzen. Daher wird dieses Tiefdruckverfahren auch als Ätztechnik be-zeichnet. Doch wie funktioniert diese Technik genau?

Wichtig bei einer Radierung: Ätzgrund, Radiernadel und Kupferstichel

Der Künstler Stefan Becker demonstriert das Verfahren: Er zeichnet die Fassade des Heidel-berger Schlosses und überträgt seine Skizze auf Pauspapier. Vorher hat er eine Kupferplatte mit einem säurefesten Lack präpariert. Nachdem dieser Ätzgrund getrocknet ist, überträgt der Künstler seine Zeichnung spiegelverkehrt auf die versiegelte Kupferplatte. Dann folgt Schritt zwei: Der Künstler kratzt, ritzt und schabt das Motiv seiner Radierung in die Lack-schicht. Für die Herstellung dieser Vertiefungen benutzt er besondere Werkzeuge wie einen Kupferstichel oder eine Radiernadel. Diese Vorgehensweise gab der Radierung ihren Namen: Das lateinische Wort „radere“ bedeutet so viel wie „schaben“ und „kratzen“.

Radierung: Tiefdruckverfahren mit Säurebad

Doch damit ist die Druckplatte noch nicht fertig. Die Kupferplatte mit der eingeritzten Zeich-nung kommt in ein spezielles Säurebad. Dort, wo der Lack eingeritzt wurde, ätzen sich die feinen Linien in das Kupfer ein. Nach dem Säurebad bearbeitet der Künstler mit einem Sti-chel noch einige Vertiefungen nach. So entstehen unterschiedliche Tiefen in der Radierung. Dann wird es spannend: Stefan Becker trägt die Druckfarbe gleichmäßig auf die Druckplatte auf und wischt die überschüssige Farbe wieder ab. So bleibt nur in den Vertiefungen der Kupferplatte Farbe zurück. Diese Farbe saugt das Papier in der Druckerwalze wie ein Schwamm auf – daher auch der Begriff „Tiefdruckverfahren“. Das Druckpapier muss übri-gens vorher gewässert werden, damit es aufquillt und saugfähig ist. Fertig ist die Radierung!

Seit der Renaissance produzieren Künstler Radierungen

Radierungen gibt es (in der Kunst) erst seit der Erfindung des Papiers in Europa. Zunächst archivierten vor allem Gold- und Waffenschmiede ihre Skizzen auf Papier. Bis zu diesem Zeitpunkt kannte man in der Kunst vor allem ein grafisches Verfahren, den Kupferstich. Der Schweizer Urs Graf soll im 16. Jahrhundert mit als Erster die Technik der Radierung ange-wandt haben. Berühmte Künstler wie Albrecht Dürer, Rembrandt und später im 17./18. Jahrhundert Hercules Seghers und Francisco de Goya experimentierten auf unterschiedliche Weise mit der neuen Drucktechnik. Besonders Goya brachte die Drucktechnik der Aquatinta mit seinen Radierzyklen „Los Caprichos“ und „Desastres de la Guerra“ zur Vollendung.

Bekannteste Ätztechnik: die Radierung

Die Radierung ist die bekannteste Ätztechnik unter den Tiefdrucktechniken. Dieses Druckver-fahren ist nicht zu verwechseln mit der Kaltnadelradierung. Bei der Kaltnadelradierung wird die Zeichnung nicht auf den Ätzgrund, sondern direkt mit einer Stahlnadel auf der Druckplat-te ausgeführt. Weitere Verfahren ähnlicher Art entstanden in den folgenden Jahrhunderten: Dazu zählen die Weichgrundätzung, das Aquatintaverfahren, die Heliogravüre und die Crayon-Manier.

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.

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

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

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.

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

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

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

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.

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?

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?

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?

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.

Die Radierung ist eine Drucktechnik aus dem 16. Jahrhundert. Dabei wird zunächst eine Blei-stiftzeichnung auf eine lackierte Druckplatte übertragen; anschließend werden die gezeich-neten Linien in die Lackschicht eingeritzt. Ein Säurebad sorgt dafür, dass sich die eingeritzten Linien in die Platte einätzen. Daher wird dieses Tiefdruckverfahren auch als Ätztechnik be-zeichnet. Doch wie funktioniert diese Technik genau?

Wichtig bei einer Radierung: Ätzgrund, Radiernadel und Kupferstichel

Der Künstler Stefan Becker demonstriert das Verfahren: Er zeichnet die Fassade des Heidel-berger Schlosses und überträgt seine Skizze auf Pauspapier. Vorher hat er eine Kupferplatte mit einem säurefesten Lack präpariert. Nachdem dieser Ätzgrund getrocknet ist, überträgt der Künstler seine Zeichnung spiegelverkehrt auf die versiegelte Kupferplatte. Dann folgt Schritt zwei: Der Künstler kratzt, ritzt und schabt das Motiv seiner Radierung in die Lack-schicht. Für die Herstellung dieser Vertiefungen benutzt er besondere Werkzeuge wie einen Kupferstichel oder eine Radiernadel. Diese Vorgehensweise gab der Radierung ihren Namen: Das lateinische Wort „radere“ bedeutet so viel wie „schaben“ und „kratzen“.

Radierung: Tiefdruckverfahren mit Säurebad

Doch damit ist die Druckplatte noch nicht fertig. Die Kupferplatte mit der eingeritzten Zeich-nung kommt in ein spezielles Säurebad. Dort, wo der Lack eingeritzt wurde, ätzen sich die feinen Linien in das Kupfer ein. Nach dem Säurebad bearbeitet der Künstler mit einem Sti-chel noch einige Vertiefungen nach. So entstehen unterschiedliche Tiefen in der Radierung. Dann wird es spannend: Stefan Becker trägt die Druckfarbe gleichmäßig auf die Druckplatte auf und wischt die überschüssige Farbe wieder ab. So bleibt nur in den Vertiefungen der Kupferplatte Farbe zurück. Diese Farbe saugt das Papier in der Druckerwalze wie ein Schwamm auf – daher auch der Begriff „Tiefdruckverfahren“. Das Druckpapier muss übri-gens vorher gewässert werden, damit es aufquillt und saugfähig ist. Fertig ist die Radierung!

Seit der Renaissance produzieren Künstler Radierungen

Radierungen gibt es (in der Kunst) erst seit der Erfindung des Papiers in Europa. Zunächst archivierten vor allem Gold- und Waffenschmiede ihre Skizzen auf Papier. Bis zu diesem Zeitpunkt kannte man in der Kunst vor allem ein grafisches Verfahren, den Kupferstich. Der Schweizer Urs Graf soll im 16. Jahrhundert mit als Erster die Technik der Radierung ange-wandt haben. Berühmte Künstler wie Albrecht Dürer, Rembrandt und später im 17./18. Jahrhundert Hercules Seghers und Francisco de Goya experimentierten auf unterschiedliche Weise mit der neuen Drucktechnik. Besonders Goya brachte die Drucktechnik der Aquatinta mit seinen Radierzyklen „Los Caprichos“ und „Desastres de la Guerra“ zur Vollendung.

Bekannteste Ätztechnik: die Radierung

Die Radierung ist die bekannteste Ätztechnik unter den Tiefdrucktechniken. Dieses Druckver-fahren ist nicht zu verwechseln mit der Kaltnadelradierung. Bei der Kaltnadelradierung wird die Zeichnung nicht auf den Ätzgrund, sondern direkt mit einer Stahlnadel auf der Druckplat-te ausgeführt. Weitere Verfahren ähnlicher Art entstanden in den folgenden Jahrhunderten: Dazu zählen die Weichgrundätzung, das Aquatintaverfahren, die Heliogravüre und die Crayon-Manier.

Unsere Nase signalisiert uns Gestank genau so wie süße Wohlgerüche. Aber was genau tut sich in unserem Riechorgan? Wir wagen einen Blick hinein.

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