von Philipp | 1 Dez 2023 | Alltag, Forschung, Sachen erklärt
Ein Vakuum herrscht, wenn in einem Raum ein geringerer Luftdruck herrscht als sonst. Die ungleiche Verteilung von Teilchen in der Luft untersucht die Wissenschaft schon seit langem. Denn das Vakuum kann man sich in vielen Bereichen zu Nutze machen.
Ständig sind wir von Luft umgeben. Wir sehen sie nicht und dennoch ist sie für unser Leben auf der Erde lebenswichtig. Unsere Luft ist ein Gemisch aus Gasen. Neben dem Gas Stickstoff steckt unter anderem auch der Sauerstoff in der Luft, den wir zum Atmen brauchen.
Die Gase bestehen aus Teilchen, die sehr klein sind und sich rasch bewegen. Dabei stoßen sie gegen alles, was ihnen in den Weg kommt, und erzeugen dabei einen so genannten Luftdruck. Der Luftdruck ist für die Wissenschaft interessant. In bestimmten Versuchen lässt er sich näher erforschen.
„Das geht, indem man Luft aus einem hohlen Körper entfernt“, erklärt die Physikerin Adelheid Sommer. Ist ein Hohlkörper luftleer, so nennt man diese Leere auch Vakuum. In einem Vakuum sind weitestgehend alle gasförmigen, flüssigen und festen Teilchen verschwunden. Wäre der Hohlkörper mit Wasser gefüllt, wäre es kein Vakuum mehr.
Zwei schwere Kugelhälften
So ein Vakuum hat der Forscher Otto von Guericke schon vor über 500 Jahren erzeugt. Er presste zwei große Eisenschalen zu einer Kugel zusammen und entfernte die Luft aus ihr. „Dabei stellte er fest, dass die Kugelhälften so stark aneinander klebten, dass sie selbst 16 Pferde nicht wieder auseinanderziehen konnten“, erzählt die Fachfrau. Erst als wieder Luft in die Kugel strömte, fielen die beiden Einzelteile auseinander.
Doch was hat die Halbkugeln zusammengehalten? Adelheid Sommer erklärt’s: „Sind die zwei Halbkugeln getrennt, ist der Luftdruck auf sie gleich groß. Setzt man aber die zwei Halbkugeln aneinander und entfernt die Luft aus ihr, so entsteht im Innenraum ein Vakuum.“ Zwischen der Innen- und Außenseite der Kugel herrscht dann ein Druckunterschied. Innen ist der Luftdruck geringer als außen. Der Luftdruck, der an den Kugelschalen von außen wirkt, ist so stark, dass man sie nur mit großer Mühe trennen kann.
Kein Lebensraum
Viele Wissenschaftler haben sich seitdem mit dem Vakuum beschäftigt. Heute wissen wir: In einem Vakuum kann kein Mensch, kein Tier und keine Pflanze überleben. Es gäbe dort keinen Sauerstoff zum Atmen. Dass der luftleere Raum ein schlechter Lebensraum ist, hat aber auch seine Vorteile. So werden etwa Lebensmittel luftdicht verpackt, damit sie länger haltbar bleiben. Denn je weniger Luft in der Verpackung vorhanden ist, desto weniger Bakterien können darin überleben. Auch Aromastoffe bleiben länger erhalten, wenn sie nicht mit Luft in Kontakt kommen.
Auch in anderen Bereichen unseres Alltags nutzen wir das Vakuum. Beim Staubsaugen zum Beispiel. Der Staubsauger funktioniert, indem in seinem Inneren ein Vakuum erzeugt wird. Der Luftdruck von außen drückt dann über den Staubsaugerschlauch den Schmutz in ihn hinein. Auch unser Körper funktioniert in der Hinsicht ähnlich. Weil der Druck in unserer Lunge geringer ist als der Luftdruck außerhalb, können wir frische Atemluft in unsere Lunge befördern.
Vakuum im All
Außerhalb der Erde und seiner Lufthülle gibt es keine Luft im All. Es herrscht ein Vakuum im All. Deshalb brauchen Astronauten auch einen Raumanzug. Der versorgt die Astronauten mit Atemluft und erzeugt einen künstlichen Außendruck auf den Körper.
Das Vakuum hat noch eine weitere Eigenschaft: absolute Stille. Ohne Luft kann sich kein Schall ausbreiten. Deshalb gibt es im Weltraum keine Geräusche. Wenn es eine Schlacht mit Raumschiffen geben würde, wie wir sie aus dem Kino kennen, würde man dabei nichts hören. Keine Geräusche von Motoren, Kanonen oder Explosionen – nichts.
Experimente
Willst du selbst mal ausprobieren, wie stark ein Vakuum sein kann? Hier zwei paar Experimente:
KLEBRIGES WASSER: Fülle ein Glas bis zum Rand mit Wasser. Lege dann eine Postkarte auf das Glas. Halte die Postkarte fest, während du das Glas langsam umdrehst. Nun kannst du die Postkarte loslassen. Sie fällt nicht herunter – und das Wasser bleibt im Glas. Das Wasser und die Postkarte verhindern, dass Luft ins Glas strömen kann. Dadurch ist im Glas ist ein geringerer Luftdruck als außen. Denn durch den Unterdruck im Glas wirkt eine starke Kraft. Sie hält das Wasser und die Postkarte fest.
PLATZENDER SCHOKOKUSS: Bohre ein Loch in den Deckel eines Marmeladenglases und stecke einen Strohhalm in die Öffnung. Dichte das Loch mit Knete oder einem Kaugummi luftdicht ab. Stelle nun einen Schokokuss in das leere Glas und schraube den Deckel mit dem Trinkhalm drauf. Jetzt sauge fest am Strohhalm und beobachte, was dabei mit dem Schokokuss passiert. Die Schokohülle platzt auf und der Zuckerschaum tritt aus. Denn die Luft im Schokokuss drückt so stark nach außen, dass sie die Schokoladenschicht aufplatzen lässt.
Text und Foto: Philipp Brandstädter,
zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, Mai 2020
Quellen:
Schülerlabor
Vakuum erklärt
von Philipp | 8 Nov 2023 | Alltag, Sachen erklärt
Musik, Stimmen, Straßenlärm und noch mehr Geräusche. Alles, was wir hören, besteht aus unsichtbaren Wellen in der Luft. Sie heißen Schallwellen. Die kann man nicht nur übertragen, sondern auch aufnehmen und speichern.
Wenn wir die Saite einer Gitarre anschlagen, dann schwingt die Saite. Die Schwingung wird durch den Körper der Gitarre verstärkt und an die Luft weitergegeben. Über die Luft gelangen die Schwingungen dann an unser Ohr. So können wir den Ton hören. Aber eben nur so lange, wie der Ton erzeugt wird. Will man den Ton erneut hören, muss man zum Beispiel die Gitarren-Saite wieder und wieder anspielen. Oder man nimmt den Ton auf.
Wenn ein Sänger ein Lied aufnehmen will, dann geht er in ein Tonstudio. Dort gibt es lauter technische Geräte. Sie sind dafür da, Töne einzufangen, zu bearbeiten und zu speichern. Zuerst singt der Sänger in ein Mikrofon hinein. Ein Mikrofon ist so eine Art mechanisches Ohr. Es fängt die Schallwellen im Raum ein. Dann wandelt es die Schwingungen in elektrische Wellen um. Oder besser: Es erstellt eine elektrische Kopie vom Schall. Diese Kopie kann man durch ein Kabel zu allen möglichen Geräten transportieren. Und außerdem kann man sie steuern.
Vom Computer bearbeitet
Die elektrischen Wellen lassen sich mit Computer-Programmen und so genannten Mischpulten bearbeiten. Man mischt die Töne von Instrumenten und Sängern zusammen. Man kann die einen lauter und die anderen leiser machen, verändern, verschieben und übereinander legen. So entsteht ein richtiges Klang-Gebilde, ein Lied zum Beispiel. Wenn alle Instrumente gut klingen und auch der Sänger fehlerfrei gesungen hat, wird das Lied gespeichert.
Das ist heute längst nicht mehr so schwierig, wie es früher war. Zuerst hat man die Schallwellen noch mit einer Nadel in Schallplatten hinein gekratzt und wieder abgetastet. Diese Platten gingen aber beim Abspielen nach und nach kaputt. Später hat man die elektrischen Wellen mit Magneten auf Ton-Bändern festgehalten. Heute brennt ein Laser die Töne in CDs. Die spielen die Musik in besserer Qualität ab und halten länger.
Immer öfter wird Musik auch als Computer-Datei gesichert und über das Internet verschickt. Dadurch bleiben die gespeicherten Töne praktisch für die Ewigkeit erhalten. So können die Radiosender einen Song wieder und wieder abspielen, bis ihn auch in hundert Jahren noch jeder mitsingen kann.
Mikro und Lautsprecher
Mikrofone verwandeln die Töne aus der Luft in elektrische Signale. Diese können Profis dann bearbeiten, abspeichern und zu tollen Liedern zusammenbasteln. In vielen Mikrofonen ist ein kleines Häutchen eingebaut. Experten sagen zu diesem Häutchen auch Membran.
Die Schallwellen aus der Luft bringen die Membran zum Schwingen. Dadurch bewegt sich im Mikrofon ein kleiner Magnet hin und her. Dieser Magnet erzeugt nun den passenden Strom zu den Tönen. Je lauter etwa der Ton ist, der an die Membran kommt, desto mehr schwingt auch die Membran hin und her. Das Mikrofon verwandelt die Töne also genau in der Form in Strom um, wie die Membran sie auffängt.
Doch man will diese aufgenommenen Töne später auch wieder hören. Darum braucht man ein Gerät, das die elektrischen Signale wieder in Schallwellen zurück verwandelt. Das erledigt ein Lautsprecher. Der funktioniert wie ein umgedrehtes Mikrofon: Der Strom der Musik lässt eine Membran vibrieren. Diese Schwingungen breiten sich in der Luft aus – und das können wir hören.
Hoch, tief, laut und leise
Töne breiten sich also in der Luft in Form von Wellen aus. Je lauter ein Geräusch ist, desto größer sind die Schwingungen der Welle. Je leiser der Ton, desto kleiner sind sie. Die großen Schwingungen drücken stärker auf unsere Ohren als die kleinen. Manchmal ist der Schall so stark, dass wir ihn fühlen können. Wenn ein Flugzeug tief über uns vorbei fliegt oder wir an einer Baustelle vorbei laufen, dann kribbeln die Vibrationen des Schalls in unserem Bauch.
Die Wellen verändern sich auch, je nachdem wie hoch oder tief das Geräusch ist. Wenn die Wellen schnell auf und ab wandern, dann ist der Ton hoch. Bewegen sich die Wellen langsamer hoch und runter, dann ist der Ton tiefer. Die Anzahl der Schwingungen kann man messen. Die Einheit Hertz zeigt an, wie oft ein Ton pro Sekunde schwingt. Eine Hummel schlägt mit ihren Flügeln zum Beispiel etwa 130 Mal pro Sekunde. Sie summt deshalb in einer Tonhöhe von 130 Hertz. Eine Mücke schlägt beim Fliegen viel schneller mit den Flügeln. Nämlich bis zu 300 Mal pro Sekunde. Deshalb klingt ihr Summen auch viel höher als das von der Hummel.
Text und Foto: Philipp Brandstädter, zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, Juni 2013
von Philipp | 2 Nov 2023 | Kultur und Geschichte, Sachen erklärt
Mal scheint sie schnell zu vergehen, mal so gut wie gar nicht. Die Zeit fühlt sich für uns immer ein bisschen anders an. Aber woran liegt das? Zeitforscher beschäftigen sich damit, wie und warum wir die Zeit so unterschiedlich wahrnehmen.
Eine Minute kann sich wie eine Sekunde anfühlen. Das weiß jeder, der mal noch gaaanz kurz dösen will, nachdem der Wecker bereits geklingelt hat. Eine Minute kann aber auch unheimlich lange dauern. Zum Beispiel, wenn man versucht, eine Minute die Luft anzuhalten. Mal denkt man sich: Wie lange dauert das denn noch. Oder man schaut auf die Uhr und wundert sich, dass die Zeit wie im Flug vergangen ist.
Der Zeitforscher Dietrich Henckel weiß, warum. Er sagt: „Wir messen die Zeit ständig mit Uhren und Kalendern. Doch wir selbst sind nicht besonders gut darin, die Zeit richtig zu erfassen.“ Dazu brauche man nur einmal die Augen zu schließen und zu versuchen, eine Minute abzuzählen. Dabei könne man sich manchmal ganz schön täuschen. „Wie die Zeit tatsächlich vergeht, ist uns selten so richtig bewusst“, sagt Dietrich Henckel.
Denn Zeit ist nicht gleich Zeit. Einerseits gibt die Zeit der Natur, nach der wir uns richten. Damit ist Tag und Nacht gemeint. Aber auch der Wechsel von Vollmond zu Neumond oder die vier Jahreszeiten. Andererseits hat jeder sein eigenes Zeitgefühl. „Wie lang sich Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft anfühlt, ist für jeden Menschen und zu verschiedenen Zeiten ganz unterschiedlich“, sagt der Fachmann.
Kurze und lange fünf Minuten
Das hängt zum Beispiel davon ab, wie wir die Gegenwart erleben. Ob wir Freizeit haben oder arbeiten müssen. Ob wir Freude dabei haben oder nicht. Und ob wir die Zeit allein oder mit Freunden verbringen. Meist vergeht die Zeit mit anderen Menschen gefühlt schneller. Doch mit anderen muss man die Zeit auch miteinander in Einklang bringen. Wir verabreden und treffen uns zu bestimmten Zeiten, warten aufeinander, oder müssen uns zeitiger wieder verabschieden.
Im Nachhinein fühlt sich die vergangene Zeit auch wieder unterschiedlich an. „Zeiten, in denen wenig bis gar nichts Spannendes passiert, schrumpfen in unserer Erinnerung und wirken ganz kurz“, erklärt Dietrich Henckel. Die fünf Minuten, die wir heute auf den Bus gewartet haben und sich wie eine halbe Ewigkeit angefühlt haben, haben wir morgen schon so gut wie vergessen. Forscher sprechen dabei vom Zeit-Paradoxon. Je mehr Eindrücke wir in einer Zeitspanne erleben, desto länger kommt uns die Zeit rückblickend vor.
Für Kinder kürzer
Auch Kinder und Erwachsene erleben die Zeit unterschiedlich. „Für einen alten Menschen sind zwei Jahre vielleicht nicht sehr viel“, sagt der Forscher. „Doch für ein Kleinkind entspricht dieselbe Zeitdauer die Hälfte seines bisherigen Lebens.“ Ein Kind sammelt in dieser Zeit im Verhältnis viel mehr neue Erfahrungen als ein Erwachsener das tut. „Und so erscheinen Kindern etwa die sechs Wochen Sommerferien zunächst als unheimlich langer Zeitraum“, erklärt der Fachmann. „Für die Erwachsenen hingegen sind die eineinhalb Monate nichts besonderes.“
Deshalb bleibt uns nichts anderes übrig, als die Zeit so zu nehmen, wie sie eben ist, sagt der Fachmann. „Wir wissen, dass schöne Zeit schneller vergeht als nicht so schöne. Anhalten oder vorstellen können wir die Zeit trotzdem nicht.“ Eine Kleinigkeit haben wir dann aber doch selbst in der Hand: Wir können die gegenwärtige Zeit bewusster wahrnehmen. Wer mal warten muss oder sich langweilt, sollte sich deshalb etwas überlegen, wie sich die Zeit angenehmer gestalten lässt, rät der Zeitforscher.
Die Zeit messen
Seit Jahrtausenden messen Menschen die Zeit. Denn sie war für das Leben, das Zusammenleben und das Überleben in der Gemeinschaft wichtig. Die Leute mussten etwa wissen, wann sie ihre Felder bepflanzen, bewässern und ernten müssen. Auch das Bauen von Gebäuden erforderte eine kluge Zeitplanung.
Für diese Zwecke nutzten die Menschen schon frühzeitig unterschiedliche Instrumente für die Zeitmessung. Das waren zunächst Kalender, Schattenstäbe, Wasser- und Sanduhren oder auch Kerzen. Später wurden die Zeitmesser immer genauer. Uhren wurden erfunden, die immer genauer tickten. Und je zuverlässiger die Uhren gingen, desto genauer planten die Menschen ihre Zeit. Wer sich früher irgendwann an einem bestimmten Tag traf, traf sich später auf die Minute genau zu einer vereinbarten Uhrzeit.
Heute zeigen uns Wecker, Wanduhren, Armbanduhren, Stoppuhren und Smartphones die Zeit an. Und sie bestimmen unseren Alltag. Denn je besser wir uns an bestimmten Zeiten orientieren können, umso genauer können wir unser Miteinander in der Gemeinschaft planen. Vom Unterrichtsbeginn bis zum Feierabend.
Text und Foto: Philipp Brandstädter, zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, März 2021
von Philipp | 20 Okt 2023 | Sachen erklärt, Tiere und Pflanzen
Die einen verreisen in den Süden, die anderen lassen sich ein dickes Fell wachsen – und manche legen sich einfach schlafen. Die kalte Jahreszeit überstehen Tiere auf ganz unterschiedliche Art und Weise.
Die Blätter fallen von den Bäumen. Die Blumen sind längst verblüht und die Früchte längst gefuttert. Gerade herrschte noch emsiges Treiben auf den Wiesen. Nun kehrt Ruhe ein. Der Winter steht vor der Tür. Für uns Menschen ist das meistens kein Problem. Wir drehen die Heizung auf und machen es uns in unseren vier Wänden gemütlich. Für die Tiere in der freien Natur hingegen ist die kalte Jahreszeit eine große Herausforderung.
„Damit Tiere im Winter nicht erfrieren, brauchen sie viel Energie“, erklärt der Naturschützer Albert Wotke. „Die Energie gewinnen sie aus ihrer Nahrung. Doch die ist im Winter meist Mangelware.“ Deshalb haben die Tiere sich unterschiedliche Wege einfallen lassen, um die kalte Jahreszeit zu überstehen.
AB INS WARME: Auf einmal versammeln sie sich zu großen Schwärmen. Dann steigen sie in den Himmel auf und verschwinden für ein paar Monate. Zugvögel fliegen im Winter in wärmere Gebiete. Nach Südeuropa oder Afrika zum Beispiel. Zu ihnen zählen etwa Störche, Kraniche, Schwalben und Stare. Doch nicht alle Vögel verlassen das Land. „So genannte Standvögel bleiben auch im Winter hier“, sagt der Experte. „Sie lassen sich dann ein dichtes Daunenkleid unter ihren Federn wachsen.“ Zwischen den Daunen kann sich dann ein Luftpolster bilden. Das schützt die Vögel vor Eiseskälte.
GUT VORSORGEN: Im Sommer und den ersten Herbsttagen gibt es noch reichlich Futter. Einige Tiere nutzen das. „Fledermäuse, Igel und Murmeltiere fressen sich vor dem Winter ordentlich Speck an“, erklärt der Fachmann. Dann suchen sie ihr Versteck auf und halten dort Winterschlaf. „Während sie die Kälte verschlafen, zehren sie von ihren Fettreserven.“ Andere Tiere schlafen nicht so fest. Der Dachs, der Waschbär und das Eichhörnchen zum Beispiel. Sie halten nur Winterruhe und wachen zwischendurch auf. Dann bedienen sie sich aus ihren Vorräten, die sie sich vor dem Winter angelegt haben.
DIE KÄLTE AUSHALTEN: Rehe, Hasen, Wildschweine und Füchse halten den Winter aus. Im Wald finden sie oftmals noch genug Futter, um keinen Hunger zu leiden. Allerdings dürfen sie dann nicht wählerisch sein. „Füchse fressen Fallobst, Wildschweine suchen nach Wurzeln im Boden, Rehe knabbern Baumrinde und Eicheln“, sagt Albert Wotke.
ABTAUCHEN: Fische und Amphibien tauchen ab. Bei Minus-Temperaturen bildet sich auf Gewässern eine Schicht aus Eis. Doch das Wasser gefriert niemals bis zum Grund. Und die Tiere unter Wasser gefrieren nicht zu Eisklötzen. Stattdessen suchen Fische ein ruhiges Versteck auf. Frösche und Molche verkriechen sich im Schlamm. „Mit den fallenden Temperaturen sinkt auch die Körpertemperatur dieser Tiere“, erklärt der Fachmann. „Sie geraten dabei in eine Kältestarre, aus der sie erst im Frühjahr wieder erwachen.“
Hilfe für die Vögel
Manche Vögel fliegen im Winter in den warmen Süden. Andere bleiben hier. Meisen und Kleiber zum Beispiel. Diese fressen eigentlich am liebsten Insekten. Aber weil sie im Winter kaum noch Insekten finden, landen auch Samen und Körner auf dem Speiseplan. Diese liefern viel Energie, mit der sich die Vögel in der Kälte warm halten.
Diese Art Vogelfutter streuen viele Leute gern in einem Vogelhäuschen aus. Dort können Vögel in aller Ruhe Körner picken. Sie sind vor Wind, Regen und Fressfeinden geschützt. Und die Vogelfreunde können das emsige Treiben beobachten. Von November bis Februar kann das zusätzliche Futter eine Hilfe für die Tiere sein.
„Sonnenblumen-Kerne eignen sich gut als Vogelfutter“, sagt ein Fachmann. „Wer Vögel füttert, sollte die Futterstelle aber auch stets sauber halten.“ Denn sammelt sich in den Vogelhäuschen zu viel Schmutz, können die Tiere krank werden.
Text und Foto: Philipp Brandstädter, zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, November 2017
Quellen
Rotwild
Deutsche Wildtierstiftung über Waldtiere
Winterschlaf und Winterruhe
Futterhäuschen
Vogelfütterung
von Philipp | 16 Sep 2023 | Forschung, Sachen erklärt
Ein MRT verhilft uns zu einem Einblick in das Innere eines Körpers. Das Gerät kann sozusagen Fotos von unseren Organen machen. Das funktioniert durch eine knifflige Technik.
In einem medizinischen Labor gibt es einen ungewöhnlichen Raum. Darin kann man eine riesige, an beiden Enden offene Röhre sehen. Die erzeugt etwas, das man nicht sehen kann: eine enorme Kraft. Wenn sich ein Mensch in die Maschine legt, kann sie Fotos vom Inneren des Menschen machen. Etwa vom Gehirn oder anderen Organen. Dieses Gerät nennt man MRT. Doch wie funktioniert diese Maschine? Was hat es mit der unsichtbaren Kraft auf sich? Und was bedeuten die drei Buchstaben? Das kann der Physiker Robert Trampel erklären.
Das M
„Die Kraft, die das MRT erzeugt, ist ein unheimlich starkes Magnetfeld“, sagt Robert Trampel. Das M steht also für Magnet. „Dieses Feld beeinflusst die Wasserstoff-Atome in unserem Körper.“ Das sind winzige Teilchen, die man nicht einmal unter einem Mikroskop sehen kann. Jedes Atom trägt einen Kern in sich. Und der kann sich wie ein winziger Magnet verhalten.
Liegen wir in der Röhre, so ordnen sich die Minimagneten unserer Wasserstoffkerne dem Magnetfeld des MRT an. Nun kommt eine weitere, für uns unsichtbare Energie zum Einsatz: Radiowellen. Diese Wellen lenken die Atomkerne aus ihrer kurz zuvor eingenommenen Stellung heraus. Aber wozu der ganze Hokuspokus?
Das R
Wenn die Radiowellen abgeschaltet werden, passiert folgendes: „Die Atomkerne springen in ihre ursprüngliche Lage zurück, während sie sich um ihre eigene Achse drehen“, erklärt Robert Trampel. Man kann das mit der Drehbewegung eines Kreisels vergleichen. „Durch diese Bewegung erzeugen die Kerne einen winzigen elektrischen Strom.“ Und den kann man mit hochempfindlichen Antennen messen.
Steht das R im MRT nun für die Radiowellen? Nein. Das R steht für Resonanz. Das Wort bedeutet etwa so viel wie Schwingung. Damit bezieht sich der Buchstabe auf die Minimagneten, die durch ihre Bewegung ein Signal erzeugen. Diese Signale werden an einen Computer gesendet. Der setzt sie schließlich zu Aufnahmen vom Inneren eines Körpers zusammen. Unterschiedliche Signale werden dann etwa in unterschiedlichen Grautönen angezeigt.
Das T
Ob längs, quer oder schräg – die Bilder aus dem MRT zeigen das Gewebe eines Körpers in ganz unterschiedlichen Ebenen. So lassen sich etwa die Strukturen und Beschaffenheiten von einem Organ Schicht für Schicht darstellen. Dafür werden weitere Magnetfelder benötigt, die sich in alle Richtungen steuern lassen. So erhalten die Forscher eine scheibchenweise Darstellung des untersuchten Organs. Das ist bei Medizinern auch unter dem griechischen Fachbegriff Tomographie bekannt. Das T steht für Tomographie.
MRT ist also die Abkürzung für Magnet-Resonanz-Tomograph. Das Gerät ist gut geeignet, um in unser Inneres hineinzugucken. Es macht Aufnahmen von unseren Organen, Gelenke oder auch Blutgefäßen. Forscher und Ärzte gucken sich diese Bilder an, um etwa eine Krankheit festzustellen.
Ab in die Röhre
Wer sich in einem MRT untersuchen lässt, muss ein paar Dinge beachten. Sie alle haben mit dem unheimlich starken Magnetfeld zu tun, das das Gerät umgibt. Alle magnetischen Gegenstände dürfen nicht in die Nähe des Felds geraten.
Ohrringe, Brillen, Haarspangen, Münzen, Gürtel, Armbanduhren, Ketten, und natürlich auch Smartphones – all diese Sache müssen vor einer Untersuchung im MRT abgegeben werden. Denn sie würden durch das Magnetfeld angezogen und könnten Schaden anrichten.
Der MRT befindet sich wegen der starken magnetischen Eigenschaften in einem eigenen Raum. Der ist durch eine Glasscheibe einsehbar. So können Ärzte und Forscher die Röhre und Patienten beobachten.
Der Patient in der Röhre muss nun eine Weile ruhig liegen bleiben. Er darf sich nicht bewegen, damit die Aufnahmen des MRT nicht verwackeln. Beim Aufzeichnen der Bilder macht das Gerät einen dröhnenden Lärm. Deshalb trägt man in der Röhre Ohrstöpsel. Oder Kopfhörer, über die man statt des Krachs Musik hören kann.
Bis zu einer Stunde kann so eine Aufzeichnung im MRT dauern. So lange reglos in einer Röhre zu liegen ist nervig. Aber die Untersuchung ist ungefährlich und tut kein bisschen weh.
Abgeschottet von der Außenwelt
Meterdicke Wände aus Beton umschließen ein MRT. Diese Wände sind nicht etwa dazu da, um das Labor vor Einbrechern zu schützen. Oder, dass jemand ausbricht. Vielmehr schirmen sie die empfindlichen Messgeräte des MRT von fremden Signalen ab.
Die Signale aus unserem Körper, die das MRT eigentlich messen soll, sind sehr schwach. Funkwellen von Radio, Fernsehen und Handys sind viel stärker. Sie würden die wesentlichen Signale überlagern. Und das MRT könnte keine Bilder von unserem Inneren aufzeichnen.
Umgekehrt ist das magnetische Feld des MRT so stark, dass elektrische Geräte in der unmittelbaren Umgebung gestört oder beschädigt werden könnten. Das Magnetfeld des MRT ist zehntausende mal so stark wie das Magnetfeld der Erde! Dem menschlichen Körper macht das allerdings nichts aus.
Text: Philipp Brandstädter,
zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, September 2018
Quellen:
MRT erklärt
MRT erklärt
