Diese 11 faszinierenden Experimente bringen Kinder zum Staunen

Mit diesen 11 Experimenten können Sie Ihre Gruppe oder Klasse für Naturwissenschaften begeistern! Die Versuche sind leicht nachzumachen und die Materialien sind wahrscheinlich bereits vorhanden. Viel Spaß beim Beobachten, Beschreiben, Erklären und Staunen!

Nachdem Sie das Experiment vorbereitet haben, erklären Sie Ihrer Gruppe oder Klasse, was Sie als nächstes tun werden. Danach dürfen die Kinder Vermutungen anstellen, was passieren wird und warum sie das denken. Ob sie richtigliegen, sehen sie bei der Durchführung des Experiments. Danach beschreiben sie ihre Beobachtungen und überlegen, warum das Experiment dieses Ergebnis gezeigt hat. Abschließend erläutern Sie altersgerecht den naturwissenschaftlichen Hintergrund.

Oberflächenspannung von Wasser: Der fliehende Pfeffer

Um Kindern die Oberflächenspannung von Wasser zu veranschaulichen, können auch schwerere Gegenstände wie z. B. eine Büroklammer verwendet werden, die bei Zugabe von Spüli sinkt. Viel eindrucksvoller ist das Experiment jedoch mit Pfeffer – denn dieser sinkt nicht, er „flieht“ :)

Material: eine Schale mit Wasser, gemahlener Pfeffer, Spülmittel

Vorbereitung: Den Pfeffer auf das Wasser in der Schale streuen.

Fragestellung: Was passiert, wenn ihr mit dem Finger das Wasser berührt? Und was denk ihr, passiert, wenn ihr den Finger zuvor mit Spülmittel einreibt?

Beobachtung: Beim antippen des Wassers mit dem Finger geschieht nichts (abgesehen davon, dass sich die Wasseroberfläche bewegt). Tauchen die Kinder den „Spüli-Finger“ in das Wasser, zieht sich der Pfeffer blitzschnell an den Schalenrand zurück und geht z. T. unter.

Erklärung: Zunächst schwimmt der Pfeffer auf dem Wasser, weil die Wasseroberfläche wie eine Haut ist. Das nennt man auch Oberflächenspannung. Diese Haut ist so stabil, dass sehr leichte Objekte oder z. B. Wasserläufer nicht im Wasser versinken. Taucht man den Finger in das Wasser, bleibt die Oberflächenspannung intakt und der Pfeffer schwimmt weiter. 

Warum „flieht“ der Pfeffer an den Rand, wenn Spülmittel auf dem Finger ist? Im Spülmittel sind Inhaltsstoffe, sogenannte Tenside, enthalten, die die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen, sozusagen die „Haut“ des Wassers kaputtmacht. Von dort ausgehend, wo der „Spüli-Finger“ das Wasser berührt, reißt die Wasserhaut auf und der Pfeffer wird auf der noch intakten Haut an den Rand gezogen und geht unter, wenn die Oberflächenspannung nicht mehr vorhanden ist. 

Lichtbrechung unter Wasser: Das plötzlich spiegelverkehrte Bild

Plötzlich schwimmen die Fische auf dem Bild in die andere Richtung. Wie kann das sein?

Material: ein rundes Glas, Wasser, Papier, Stifte

Vorbereitung: Die Kinder malen auf das Papier übereinander zwei Fische und hängen das Bild ein paar Zentimeter hinter dem Wasserglas auf. 

Fragestellung: Was passiert, wenn man das Bild hinter das Glas hält und langsam Wasser in das Glas schüttet?

Beobachtung: Sobald das Wasser höher steigt als das Bild, sieht es so aus, als ob der Fisch größer wird und seine Schwimmrichtung ändert. 

Erklärung: Schuld ist zum einen die runde Form des Glases und dass die Lichtbrechung unter Wasser anders ist, als in der Luft. In der Luft bewegt sich das Licht in einer geraden Linie, weil Luft eine geringe optische Dichte hat. Trifft das Licht auf das Wasserglas, wird es stärker gebrochen, da Wasser eine höhere optische Dichte hat. Es ändert seine Ausbreitungsrichtung. Das Bild hinter dem Wasserglas trifft deshalb spiegelverkehrt auf unser Auge. 

Unterdruck: Die schwimmende Kerze

Als Vorbereitung zu diesem Experiment können Sie den Kindern zeigen, was passiert, wenn man ein Glas über eine Kerze stülpt: Sie erlischt. Dieses Experiment und die Erläuterungen dazu finden Sie hier.  

Sicherheitshinweise: Das Anzünden der Kerze übernehmen Sie. Die Kinder sollen die brennenden Kerzen nicht bewegen oder herumtragen. Die Kinder werden darauf hingewiesen, dass sie das Experiment nicht alleine zu Hause nachmachen dürfen.

Material: Teelicht, Feuerzeug, tiefer Teller, 1 Glas mit gefärbtem Wasser (für bessere Sichtbarkeit), 1 leeres Glas 

Vorbereitung: Das Teelicht in der Mitte des Tellers platzieren und anzünden, danach das gefärbte Wasser in den Teller gießen. 

Fragestellung: Was passiert, wenn ich das leere Glas über die Kerze stülpe?

Beobachtung: Die Kerze geht aus und das Wasser wird vom Teller in das Glas gezogen. Wenn ausreichend Wasser vorhanden war, schwimmt das Teelicht auf dem Wasser.

Erklärung: Die Kerze geht aus, weil der Sauerstoff unter dem Glas, den sie zum Brennen benötigt, verbraucht ist. Während die Kerze brennt, dehnt sich die Luft durch die Wärme um die Kerze herum aus. Erlischt die Kerze und damit auch die Wärmequelle, zieht sich die Luft wieder zusammen. Dadurch entsteht im Glas ein Unterdruck und das Wasser, das verhindert, dass Luft nachströmen kann, wird ins Glas gedrückt.

Kapillarwirkung/Chromatographie: Der wachsende Regenbogen

Wandernde Farbe aus Filzstiften ist nicht nur für Kindergartenkinder ein faszinierendes Experiment. Wenn dabei noch die Entstehung eines Regenbogens beobachtet werden kann, sind Aufmerksamkeit und Konzentration schon bei den Kleinsten gesichert. Weitere Experimente mit Küchentüchern und Filzstiften (Zauberbilder) gibt es hier.

Material: Küchenpapier, 2 Gläser, Fasermaler, Wasser 

Vorbereitung: Das Küchenpapier in einen schmalen Streifen schneiden, der in seiner Breite ungefähr dem Durchmesser der Gläser entspricht. Jedes Ende des Küchenpapiers ca. 3-4 cm hoch in Regenbogenfarben anmalen (jede Farbe nebeneinander).  

Fragestellung: Was passiert, wenn die bemalten Enden des Küchenpapiers in die Gläser getaucht werden?

Beobachtung: Der Regenbogen wächst wie von Zauberhand zusammen und das Küchenpapier wird komplett durchnässt und gefärbt.

Erklärung: Durch die Kapillarkraft bewegt sich das Wasser – ungeachtet der Schwerkraft – durch die kleinen Öffnungen und Hohlräume des Küchenpapiers. Diese kleinen Hohlräume werden auch als Kapillare bezeichnet, daher der Name dieses Phänomens. 

Wer statt einer Küchenrolle ein Stück Kaffeefilter verwendet und diesen mit Fasermaler bemalt, kann außerdem die Chromatographie beobachten. Werden mit einem schwarzen Fasermaler einige Kreise auf das Filterpapier aufgemalt und der Filter anschließend mit einem kleinen Stück in ein Glas Wasser gestellt, lässt sich die sogenannte Chromatographie beobachten. Die Farbe des Fasermalers wird durch das Wandern im Filter (Kapillareffekt) in ihre chromatischen – also farblichen – Bestandteile aufgebrochen, die nun von den Kindern bestimmt und benannt werden können. 

Die Taucherglocke

Material: eine Schüssel (mit Wasser gefüllt), ein Trinkglas, ein Stück Papier 

Vorbereitung: Das Papier kann entweder zusammengeknüllt werden oder zu einem Papierschiff gefaltet werden. Das Papier im Anschluss auf das Wasser setzen.

Fragestellung: Was passiert, wenn das Glas über das Papier gestülpt wird?

Beobachtung: Wird das Glas mit der Öffnung nach unten über das Papier gestülpt, geht das Papier nicht unter. Es bleibt nach wie vor an der Oberseite trocken.

Erklärung: Das Glas ist zunächst nicht so leer wie es aussieht. Es ist mit Luft gefüllt. Wird das Glas nun kopfüber in das Wasser getaucht, kann die Luft nicht komplett entweichen und das Wasser somit auch das Glas nicht füllen. Daher bleibt das Schiff bzw. das Papier trocken.

Wasser steigt um

Material: Strohhalm, Schere, 2 Gläser, Wasser

Vorbereitung: Wassergläser nebeneinander aufstellen. Strohhalm knicken und an beiden Seiten so weit kürzen, dass er gut bis in die Gläser reicht. Das untere Glas mit Wasser füllen. Dann wird der gebogene Trinkhalm in das Wasserglas eingetaucht, sodass er komplett mit Wasser vollläuft. Ein Ende unter Wasser lassen, das andere Ende haltet mit einem Finger zuhalten und in das leere Glas hängen.

Fragestellung: Was passiert, wenn der Finger, der den Strohhalm verschließt, vom Ende des Strohhalms entfernt wird?

Beobachtung: Wird der Finger vom Strohhalm entfernt, fließt das Wasser sofort vom vollen Glas in das leere Glas.

Erklärung: Wasser besteht aus vielen kleinen Teilchen, den Wassermolekülen. Die sogenannte Kohäsionskraft sorgt dafür, dass diese Wassermoleküle zusammenhalten. Die Schwerkraft sorgt dafür, dass die Wasserteilchen, die ganz vorne im Strohhalm sind, nach unten in das leere Glas fließen. Wegen der Kohäsionskraft, also, weil die Wasserteilchen quasi zusammenhängen, ziehen die Wassermoleküle dann andere Wassermoleküle über den Knick hinter sich her in das leere Glas. Und das solange, bis beide Gläser gleich voll sind - oder bis das Ende des Trinkhalms den Kontakt zum Wasser verliert und keine weiteren Wassermoleküle mitgezogen werden können.

Heraufsteigende Bügelperlen

Material: eine große Schüssel, zwei Flaschen, Bügelperlen, Wasser, ein Stück Pappe

Vorbereitung: Zunächst wird eine der beiden Flaschen in die Schüssel gestellt. Dann wird eine gute Menge Bügelperlen in die Flasche gefüllt und mit Wasser aufgegossen, bis die Flasche randvoll ist. Danach die andere Flasche ebenfalls mit Wasser füllen. Die Flasche, in der nur Wasser ist, mit einem Stück Pappe abdecken, vorsichtig umdrehen und ganz vorsichtig auf die Flasche mit den Bügelperlen stellen.

Fragestellung: Was passiert, wenn die Pappe zwischen den beiden Flaschen herausgezogen wird?

Beobachtung: Die Bügelperlen steigen direkt auf in die obere Flasche.

Erklärung: Die Erklärung liegt im Gewicht der Bügelperlen und des Wassers. Bügelperlen sind leichter als Wasser. Sie versuchen immer, ihren Weg an die Oberfläche zu finden, um sich nicht vom schwereren Wasser drücken lassen zu müssen. Dabei steigen sie durch die zweite Flasche hindurch bis ganz nach oben. Das Experiment funktioniert mit allem, das leichter als Wasser ist. Also zum Beispiel auch mit getrocknetem Kräutertee.

Der magische Luftballon

Material: Plastikflasche, Luftballon, Backpulver, Essig, Trichter

Vorbereitung: Etwas Essig (ca. 2-3 cm) in die Flasche geben. Dann den Luftballon mit Hilfe eines Trichters mit 2-3 Teelöffel Backpulver befüllen. Anschließend den Ballon über den Flaschenhals stülpen.

Fragestellung: Was passiert, wenn man den Luftballon anhebt, so dass das Backpulver in die Flasche fällt?

Beobachtung: Der Luftballon wird aufgebläht.

Erklärung: Wenn das Backpulver auf den Essig trifft, entsteht eine chemische Reaktion. Dabei entsteht Kohlenstoffdioxid und bläht den Ballon auf.

Farbe von Wörtern erscheinen lassen

Material: Fasermaler, schwarzer Permanentmarker, Teller, Küchenpapier, Glas, Wasser, Pipette

Vorbereitung: Mit den Fasermalern die Farbnamen mit dem entsprechenden Stift auf das Küchenpapier schreiben. Also "Rot" mit dem roten Fasermaler, "Grün" mit dem grünen Stift. Anschließend werden die mit Fasermaler geschriebenen Wörter mit dem Edding überschrieben.

Fragestellung: Was passiert, wenn man Wasser auf die Wörter tropft?

Beobachtung: Die schwarze Schrift des Permanentmarkers bleibt erhalten, die Farbe der Fasermaler darunter zerläuft und wird sichtbar.

Erklärung: Da der Permanentmarker wasserfest ist, löst sich nur die Farbe der Fasermaler.

Der magische Stern 

Material: Teller, Zahnstocher, Pipette, Wasser, Wasserfarbe

Vorbereitung: Zahnstocher in der Mitte durchbrechen, damit ein Winkel entsteht. Anschließend die Zahnstocher auf dem Teller in einer Sternenform platzieren. Das Wasser können Sie davor noch mit Wasserfarbe vermischen, um den Effekt besser nachvollziehen zu können. Zum Schluss tropft man ein bisschen Wasser mit der Pipette in die Mitte. 

Fragestellung: Wie reagieren die Zahnstocher mit dem Wasser? 

Beobachtung: Die Zahnstocher bewegen sich und dehnen sich zu einem Stern aus. 

Erklärung: Das Holz der Zahnstocher besteht aus Fasern, die Wasser aufnehmen können. Das Wasser dringt in die Bruchstelle ein und weicht das Holz auf. Dadurch biegen sich die Zahnstocher in die ursprüngliche Form zurück, die Enden der Hölzchen berühren sich und es bildet sich ein Stern. 

Flüssig oder fest: Nicht-newtonsche Flüssigkeit selbst herstellen

Material: 2 Tassen Speisestärke, 1 Tasse Wasser, Schüssel, Schneebesen

Vorbereitung: Speisestärke und Wasser in eine Schüssel geben und verrühren.

Fragestellung: Wird die Masse fest oder flüssig?

Beobachtung: Ohne Druck verhält sich Oobleck wie eine normale Flüssigkeit. Übst du Druck aus, z. B. durch einen Schlag, verhält sich Oobleck wie ein Festkörper.

Erklärung: Der Grund liegt in der Viskosität des Oobleck. Die Viskosität gibt dir an, wie zäh eine Flüssigkeit ist. Bei Druck wird das Wasser zwischen den Stärke-Teilchen verdrängt und diese "verhaken" sich ineinander.