Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 11/18
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Physik
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Das Zeigermodell
Interferenzphänomene spielen in vielen Bereichen der Physik (z. B. Akustik, Optik, Quantenphysik) und Technik eine wichtige Rolle. Die Superposition von Wellen lässt sich besonders einfach und anschaulich im sogenannten Zeigermodell beschreiben und berechnen. Durch grafische Vektoraddition ist es sogar möglich, komplexe Superpositionsprobleme ohne mathematisches Rüstzeug zu lösen. Diese Unterrichtseinheit stellt die Grundlagen des Zeigermodells kurz und übersichtlich dar. Danach wird das erläuterte Modell auf verschiedene Interferenzphänomene angewendet.
Gesamtwerk
Der erste Elektromotor der Welt
Im Jahr 1821 stellte Faraday das erste Modell eines Elektromotors vor. Lassen Sie Ihre Schüler seine Überlegungen nachvollziehen und Parallelen zu modernen Varianten entdecken.
Gesamtwerk
Multiple-Choice-Tests zur Akustik
Mit diesen Tests, die viele Themenbereiche der Akustik in der Sek I abdecken, geben wir Ihnen die Möglichkeit, bei knapper werdenden Ressourcen in relativ kurzer Zeit einen Leistungsüberblick über Ihre Lerngruppe zu erstellen.
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Gesamtwerk
Das Energiespektrum der Betastrahlung
Die Tatsache, dass die Betastrahlung ein kontinuierliches Energiespektrum aufweist, bereitete den Kernphysikern anfangs des 20. Jahrhunderts einiges Kopfzerbrechen. Den gängigen Kernmodellen zufolge erwartete man nämlich diskrete Energiewerte, so wie man es bei der Alpha- und Gammastrahlung gemessen hatte. Wie wurde das Rätsel gelöst?
Gesamtwerk
Arbeit, Energie und Leistung
Arbeit, Energie und Leistung sind grundlegende Begriffe der Physik, die in allen naturwissenschaftlichen Disziplinen eine zentrale Rolle spielen. Insbesondere der Energieerhaltungssatz ist eines der wichtigsten Prinzipien aller Naturwissenschaften.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Wasser und seine Eigenschaften
Ohne Wasser kein Leben. Dies gilt für Menschen, Pflanzen und Tiere. Doch wann ist Wasser eigentlich trinkbar, wie erfolgt die Trinkwassergewinnung und was macht die einzelnen Aggregatzustände des Wassers aus? Diesen und weiteren Fragen zum Nutzen sowie zu den physikalischen Eigenschaften des Wassers gehen Ihre Schüler in dieser Einheit nach.
Gesamtwerk
Wärme und Entropie verstehen
Es ist oft nicht leicht reversible und irreversible Prozesse voneinander zu unterscheiden und Wärme als Form von Energie zu verstehen. In dieser Unterrichtseinheit gehen Ihre Schüler den Begriffen Entropie, Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeicher sowie Energiewandler auf den Grund. Anschließend wenden sie ihr Wissen praxisnah am Stirlingmotor sowie am Thermogenerator an.
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Orbitalparadoxie
Dieser Beitrag zur Orbitalparadoxie beschäftigt sich mit der Bewegung unserer Himmelskörper. Tauchen Sie mit Ihren Schülern in die Welt der Satelliten ein und beantworten Sie gemeinsam rechnerisch anhand der Bahn- und Fluchtgeschwindigkeit die Frage, von welchem Punkt der Umlaufbahn – Apogäum oder Perigäum – ein Satellitenstart günstiger ist.
Gesamtwerk
Das Doppelsternsystem γ Cephei
Abermillionen funkelnder Sterne sehen wir allabendlich am Nachthimmel. In dieser Unterrichtseinheit berechnen Ihre Schüler am Doppelsternsystem γ Cephei die Entfernung des Sternes von der Sonne, seine absolute und scheinbare Helligkeit sowie dessen Sternradius.
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CERN
Mehr als 11 000 Wissenschaftler erforschen heute am CERN, dem weltgrößten Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik, die fundamentalen Gesetze des Universums. Das Standardmodell der Teilchenphysik und seine Folgemodelle, um die es in diesem Beitrag geht, erklären Sie Ihren Schülern am besten anhand der Beispiele in diesem Beitrag.
Gesamtwerk
CERN - der Large Hadron Collider
Mehr als 11 000 Wissenschaftler erforschen heute am CERN, dem weltgrößten Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik, die fundamentalen Gesetze des Universums. Der Large Hadron Collider, um den es in diesem Beitrag geht, ist ein großer Teilchenbeschleuniger für z. B. Protonen.
Gesamtwerk
Welle, Teilchen und Wahrscheinlichkeit
Die Welt des Mikrokosmos ist geheimnisvoll. Die Gesetzmäßigkeiten, die wir aus unserer alltäglichen Erfahrung ableiten, verlieren hier ihre Gültigkeit und müssen durch die entsprechenden Gleichungen der Quantenphysik ersetzt werden. Welle oder Teilchen - führen Sie Ihre Schüler schrittweise an das anspruchsvolle Thema Quantenphysik heran. Ein Spiel rundet den Beitrag ab.
Gesamtwerk
Bewegungsvorgänge mithilfe der digitalen Videoanalyse untersuchen
Der Einsatz digitaler Medien erweitert die Möglichkeiten des Experimentierens erheblich. Reale Vorgänge können so helfen, den Mechanikunterricht auf neue Weise lebensnah zu gestalten.
Gesamtwerk
Wir beobachten das Wetter
Temperatur, Druck und Dichte - wo werden diese physikalischen Größen konkret gebraucht? Mit diesem Beitrag zum Wetter stellen wir Ihnen eine schöne Anwendung der Wärmelehre vor.
Gesamtwerk
Ampere, Volt und Ohm
In diesem Beitrag geht es um die drei Grundbegriffe der E-Lehre: Strom, Spannung und Widerstand. Auch wie Strom erzeugt wird, erklären wir Ihren Schülern. Ein Test rundet die Einheit ab.
Gesamtwerk
Hapkido - die Falltechniken dieser koreanischen Kampfkunst kennenlernen
Die Jugendlichen tragen zunächst Aktivitäten zusammen, bei denen häufig gefallen wird, manchmal auch vorsätzlich. Danach werden physikalische und biologische Prinzipien näher beleuchtet und anschließend Fall- und Rolltechniken ausprobiert und vertieft.
Gesamtwerk
Die Energiedichte des magnetischen Feldes
In der experimentellen Physik werden geometrisch trickreiche Aufbauten genutzt, um Magnetfelder mit besonderen Eigenschaften zu erzeugen. In den meisten Fällen ist es eine Priorität, ein möglichst homogenes Magnetfeld zu erhalten und es auf einen gewissen Raum zu beschränken. Die faraday'sche Ringspule und Helmholtzspulenpaare sind bekannte und beliebte Beispiele für dieses Prinzip. In diesem Beitrag lernen Ihre Schüler diese Aufbauten mit Ihren Vorzügen kennen und wiederholen Ihre Kenntnisse in Bezug auf die Energiedichte magnetischer Felder. Wir empfehlen die gemeinsame Verwendung mit den Beiträgen "Das elektrische Feld eines Plattenkondensators" und "Übungen zum Gravitatiosnfeld", um die Gemeinsamkeiten der einzelnen Felder zu verdeutlichen und Ihren Schülern Analogieschlüsse zu ermöglichen.
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MINT Zirkel - Ausgabe 2, Juni 2018
Diese Lehrerzeitung zeigt Lehrkräften Unterrichtsbeispiele mit Praxisbezug und öffnet den Blick für neuste Erkenntnisse aus der Wissenschaft. Diese Ausgabe behandelt folgende Themen:
Was war vor dem Urknall? Wanted: Retter des Great Barrier Reefs, 2018 ist ein Mars-Jahr, Superfood = super gesund?, Viren statt Antibiotika, Geheime Botschaften im Licht - Quantenkryptografie, Mathematik aus den Medien - Fußball-WM 2018, Mathematik(er) auf Banknoten - J. G. Armero, Rätsel: Das rollende Dreieck, RASAND: Softwarelösungen für die digitale Lageuntersuchung von geometrischen Modellen, Die Variablenkontrollstrategie - wie man wissenschaftliches Denken im MINT-Unterricht fördern kann, Mit Astronauten ins Weltall - ein Praxisbericht, Lernvideos im Chemieunterricht - Motivation zu selbständigem Lernen, Schülergruppen erforschen Klima, Biodiversität und Mobilität an authentischen Lernorten, Wir müssen darüber reden - sonst tun es die Maschinen
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Die Bestimmung der Erdbeschleunigung g - Stationenlernen inkl. einer Farbfolienvorlage Stand: Nov. 2018
In diesem Beitrag werden unterschiedliche Situationen aufgegriffen, um jeweils einen Zahlenwert für die Erdbeschleunigung g zu ermitteln. Bei der Ermittlung von g werden zur Motivierung der SuS neue Medien wie der GTR, Apps oder auch Sensoren verwendet. Die didaktisch-methodischen Hinweis und differenziertes Material sowie eine Lernerfolgskontrolle unterstützen die Lehrkraft. Lösungen zu den Aufgaben sind im Anhang enthalten.
Gesamtwerk
MINT Zirkel - Ausgabe 3, September 2018
Reisen durch die Zeit, Metallschätze der Tiefsee, Uniforme Polyeder, Isotopenverteilung gegen Kunstfälscher, Seltene Helden - ein Blick auf unsere Wildbienen, Perfektes Gleichgewicht dank Auftrieb, Draußen lernt es sich besser!, Der Geröllabhang im Landschaftspark, Ferien im Labor?, Mit allen Sinnen begreifen, Das mobile Physiklabor - neue Unterrichtsideen mit dem Smartphone, Mathematik(er) auf Banknoten - Urbain Le Verrier, Plant for the planet - Fermi-Aufgaben zur Veranschaulichung der CO2-Emissionen, Geographie digital, Selbstreguliertes Lernen im MINT-Unterricht: ein sinnvoller Ansatz?, smile - Smart Environment als Kontext motivierender Lernangebote für Mädchen und junge Frauen, MINT-Präsentationen begeistern!, Wie können Schulen MINT-Projekte finanzieren?, VDI unterstützt technische Bildung an Bildungsinstitutionen
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Identifizierung von Alpha- und Betastrahlung
Durch die Lorentzkraft und die Ausnutzung geschickter geometrischer Anordnungen kann man die Geschwindigkeit von Alpha- und Betastrahlung messen und sie von der ungeladenen Gammastrahlung unterscheiden. In diesem Beitrag untersuchen Ihre Schüler dieses Konzept. Das Material erläutert die Grundlage für Geschwindigkeitsfilter und führt Ihren Schülern gleichzeitig die Bedeutung der relativistischen Masse nach Einstein vor Augen.
Gesamtwerk
Radioaktive Strahlung
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, radioaktive Strahlung nachzuweisen. Die Schüler vergleichen und bewerten verschiedene Messgeräte in dieser Einheit. Sie nähern sich zudem den typischen Wechselwirkungen von radioaktiver Strahlung mit Materie, also Compton-Effekt, Photoeffekt und Paarbildung. Damit eignet sich diese Einheit ideal für die Abiturvorbereitung und die Wiederholung der Grundlagen der Kernphysik.
Gesamtwerk
Stationenzirkel zur elektromagnetischen Induktion
Man kann die Funktionsweise von Generator und Elektromotor nur verstehen, wenn die Grundbegriffe der Elektrizitätslehre sitzen. Daher wiederholen die Lernenden hier die Begriffe elektrische Ladung, Spannung, Strom, Leistung, Widerstand, Magnetfeld und die Rechte-Daumen-Regel – alles im Rahmen eines motivierenden Stationenzirkels.
Gesamtwerk
Die vier kosmischen Geschwindigkeiten
Bei welcher Geschwindigkeit kann eine Rakete in die Umlaufbahn der Erde gelangen? Und wie schnell muss sie sein, um den Orbit zu verlassen? Mit diesem Übungsmaterial für den physikalischen Unterricht leiten sich Ihre Schüler die sogenannten vier verschiedenen kosmischen Fluchtgeschwindigkeiten selbstständig her. Anschließend bestimmen sie die verschiedenen Fluchtgeschwindigkeiten zu unseren Planeten und einigen Asteroieden.
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Kernfusion heute
Der Traum der Wissenschaftler von einer nahezu unbegrenzten Energieerzeugung soll irgendwann einmal Realität werden. Dieser Beitrag für den Physikunterricht beschreibt, unterstützt durch Beispiele und Übungsaufgaben, die physikalischen Grundlagen und Möglichkeiten der Kernfusion. Ausgehend von den Abläufen in der Sonne werden die Überlegungen – aber auch die bisherigen Grenzen – der Energieerzeugung durch Fusion am Beispiel des Forschungsreaktors ITER ebenso erläutert wie die schon längst mögliche militärische Anwendung der Fusion in Form der Wasserstoffbombe.
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