Exkursion zur PTB

LK Physik zu Gast bei den Metrologen

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist das nationale Metrologieinstitut Deutschlands (Metrologie = Lehre vom Messen). Ihre Vorgängerin wurde 1887 als Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR) auf Initiative und nach Ideen von Werner von Siemens und Hermann von Helmholtz in Berlin gegründet. Zu deren ersten gesetzlichen Aufgaben gehörten die „Darstellung und Bewahrung der elektrischen Einheiten, Prüfung von Messgeräten für elektrische Größen“. Die PTR wurde 1953 als „Institut Berlin“ in die 1950 in Braunschweig gegründete Physikalisch-Technische Bundesanstalt eingegliedert.

PTB2.jpg

Die Aufgaben der PTB leiten sich aus der im Grundgesetz verankerten Hoheit des Bundes über „Maße, Gewichte sowie die Zeitbestimmung“ ab. Als nationales Metrologieinstitut Deutschlands ist sie die oberste Instanz bei allen Fragen des richtigen Messens. Als Basis für ihre Aufgaben betreibt die PTB in enger Kooperation mit Universitäten, anderen Forschungseinrichtungen sowie der Industrie Grundlagenforschung und Entwicklung im Bereich der Metrologie.

Jeder, der eine Funkuhr verwendet, kommt in den Genuss einer Dienstleistung der PTB: Die Signale zur Steuerung der Funkuhren werden von der Atomuhr der PTB in Braunschweig erzeugt und vom Langwellensender DCF77 in Mainflingen (bei Frankfurt a.M.) ausgesendet.

PTB1.jpg

Der Leistungskurs Physik (Q3) war am 30. November 2017 zu Gast bei der PTB in Berlin-Charlottenburg. Zunächst erhielten wir eine einführende Darstellung der Geschichte und der Aufgaben der PTB (im Bild Dr. Meindl).

PTB3.jpg

Danach wurden mit dem Leistungskurs vier Laborbesichtigungen zu folgenden Themen durchgeführt:

  • Empfindliche Magnetfeldmessungen in magnetischen Schirmungen
  • Magnetresonanztomograph
  • Bestimmung der Boltzmann-Konstante und die Neudefinition des Kelvins
  • Strahlungsthermometrie

 

In dem quaderförmigen Gebäude auf dem nächsten Foto befindet sich „der weltweit beste begehbare magnetisch geschirmte Raum BMSR-2 (Berlin Magnetically Shielded Room 2)“, ein nahezu würfelförmiges, knapp 3 Meter großes Labor für empfindliche Magnetfeldmessungen, das (fast) vollständig gegen elektromagnetische Wellen und statische Magnetfelder abgeschirmt ist.

PTB4.jpg

In einem ähnlich abgeschirmten Labor werden Messungen an einem Magnetresonanztomographen durchgeführt. Die vollständige Auskleidung des Labors mit Kupferblechen dient der Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen.

PTB5.jpg
PTB6.jpg

 

Besonders beeindruckend bei den Laborbesichtungenen war der enorme Aufwand, der erforderlich ist, um die Messungen mit der größtmöglichen experimentellen Genauigkeit durchführen zu können – und deren Grenzen noch weiter hinaus zu schieben, eine zentrale Aufgabe der PTB.

Nach drei Stunden endete ein interessanter und spannender Besuch bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Berlin.

Fotos und Text: Kirski