Unter dem Weihnachtsbaum liegen alle Geschenke liebevoll eingepackt und mit kräuselndem Geschenkband dekoriert. Aber: Warum kräuselt sich eigentlich Geschenkband, wenn man mit einer Schere an diesem entlang streicht? Mit großer Begeisterung und enormem Tatendrang gingen dieser Frage Schülerinnen und Schüler aus dem 8. Jahrgang im Physikunterricht nach.
Schülerinnen und Schüler experimentieren mit Geschenkband. Aber: Wird es sich kräuseln?
Zunächst wurde Geschenkband mit einer Schere zum Kräuseln gebracht (Abb. 2).
In der Folge wurden gemeinsam mehrere Hypothesen zu der physikalischen Ursache des Kräuselns zusammengestellt. Anschließend wurde jede der Hypothesen auf ihre Richtigkeit hin überprüft.
Abb. 2: Ja, das Geschenkband kräuselte sich!
Oft wird Wärme als Ursache für das Kräuseln genannt. Daher wurde mit Hilfe eines Infrarot-Thermometers die Oberflächentemperatur des Geschenkbandes bei verschiedenen Streichbewegungen gemessen. Obwohl beim langsamen Streichen ein starkes Kräuseln zu beobachten war, gab es keine Veränderung der Oberflächentemperatur (Abb. 3).
Abb. 3: Die Oberflächentemperatur des Geschenkbandes wurde mit einem Infrarot-Thermometer gemessen.
Auch eine elektrostatische Aufladung wurde von einigen Schülerinnen und Schüler als Ursache angenommen. Diese Aufladung allein kann aber das Phänomen des Kräuselns auch nicht begründen. Unabhängig vom Kräuselgrad wurde das Geschenkband manchmal elektrostatisch angezogen, oft aber auch nicht.
Eine Zerstörung der Oberfläche fiel als Begründung auch heraus, da die Oberfläche intakt erschien (Abb. 4). Auch konnte durch ein wechselseitiges Streichen über die beiden Seiten des Bandes das Kräuseln rückgängig gemacht werden.
Abb. 4: Ein Blick durch die Lupe erkannte die Unversehrtheit der Oberfläche.
Letztendlich gab ein Blick in ein Mikroskop den entscheidenden Hinweis auf die physikalische Ursache des Kräuselns: Auf der Seite, über die gestrichen wurde, hatte sich die Oberflächenstruktur verändert. Sie sah nun aus wie auf einem Hausdach: Lauter „Dachziegel“, die sich überlappen. Mit der Schere wurde hier alles wie Schuppen zusammengeschoben. Die Physiker nennen das „Materialverschiebung“. Auf dieser Seite ist dann plötzlich weniger Platz. Auf der anderen Seite sieht es anders aus: Die „Ziegel“ liegen alle nebeneinander. Durch diese unterschiedliche Anordnung entsteht zwischen den beiden Seiten eine Spannung - und das Band biegt und kräuselt sich!
Mit ihrem neuen Knowhow gingen die Schülerinnen und Schüler besonders motiviert nach Hause, um die letzten Weihnachtsgeschenke schön einzupacken und mit kräuselnden Geschenkband fein zu dekorieren!
