Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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Physik
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RAABE
Gesamtwerk
Physik der flitzenden Teilchen
Große Teilchenbeschleuniger wie der LHC am CERN faszinieren durch ihre gigantischen Ausmaße und die verheißungsvolle Forschung, die an ihnen betrieben wird. Auf der Suche nach neuen Elementarteilchen, aber auch für Materialforschung und Medizin werden schnelle Teilchen benötigt. Neben dem Zyklotron behandelt dieser Beitrag das Synchrotron sowie die Anwendung in Forschung und Technik.
Gesamtwerk
Kondensatoren mit variabler Kapazität
Kondensatoren zählen zu den wichtigsten Bauelementen der Elektrotechnik. Sie speichern elektrische Ladung und elektrische Energie. Die einfachste Bauform hat der Plattenkondensator. Da sein elektrisches Feld (nahezu) homogen ist, ist seine mathematische Beschreibung vergleichsweise einfach, weshalb er gerne im Schulunterricht behandelt wird.
Gesamtwerk
Kräfte beim Schwimmen und Schweben
U-Boote können sinken, während Schiffe schwimmen: Viele technische Errungenschaften der Menschheit basieren auf dem Wissen des Auftriebs. Durch dieses physikalische Prinzip können wir mit Flugzeugen um die Welt fliegen, den Meeresgrund erforschen oder Waren mit Schiffen über den Globus transportieren. Doch wie entsteht der Auftrieb bei diesen Objekten? Gibt es ein physikalisches Gesetz? Die Antwort finden Ihre Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag.
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Gesamtwerk
Grüne Energie
Unter Grüner Energie versteht man Strom, der zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen werden kann. Die populärsten Beispiele sind dabei sicherlich Wind- und Wasserkraft oder auch Solaranlagen. Aber auch die Zitronenbatterie gehört zu dieser Art von Energie. In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler den Aufbau einer Zitronenbatterie kennen und überlegen, inwiefern diese als alternative Energiequelle eingesetzt werden kann.
Gesamtwerk
Seilzüge
In dieser Unterrichtseinheit erfahren Ihre Schülerinnen und Schüler, wie schwere Gewichte und Körper mit wenig Kraftaufwand hochgehoben und bewegt werden können. Welche Komponenten dafür notwendig sind, wie die Komponenten verwendet werden müssen und welche Folgen sich durch die Kraftreduktion mit Seilzügen ergeben, werden in diesem Material behandelt. Nachdem sich die Schüler dieses Wissen durch Informationstexte angeeignet haben, werden Beispiele und Rechenwege von Seilzügen vorgestellt. Es folgen Aufgaben zur Überprüfung der gelernten Inhalte sowie ein Online-Quiz mit Theoriefragen über Seilzüge.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Arbeit, Energie und Leistung
Die Schüler lernen, mit den Begriffen Arbeit, Energie und Leistung souverän umzugehen. Vielfältiges alltagsnahes Übungsmaterial steht zur Verfügung, um die Grundlagen der Mechanik zu festigen. Eine Lernerfolgskontrolle rundet die Unterrichtseinheit ab.
Gesamtwerk
Dichte von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen
In dem vorliegenden Unterrichtsmaterial wiederholen die Schülerinnen und Schüler kurz die Massendichte und die Auftriebskraft. Danach bearbeiten die Lernenden Übungsaufgaben zu diesem Themenbereich. Dabei lernen sie auch das Galilei’sche Thermometer, das Aräometer und die Mohr’sche Waage kennen.
Gesamtwerk
Magnetfelder, magnetische Feldstärke und Flussdichte
Die Schüler lernen, den Magnetismus in seinen auf den ersten Blick verschiedenen Formen seines Auftretens anhand von Modellvorstellungen zu verstehen und zu beschreiben. Ihre Schüler lernen auch, wie man die Stärke eines Magnetfelds berechnen kann. Durch eine Reihe von Aufgaben können Ihre Schüler den erarbeiteten Stoff vertiefen und festigen.
Gesamtwerk
Betrachtungen im Sonnensystem
Die Schüler lernen, ausgehend vom Auftreten von Schalttagen die Frage nach Umlaufzeiten und überhaupt Bewegungen von Himmelskörpern zu beantworten. Einerseits beschäftigen sie sich mit der Entstehung bzw. dem Wechsel der unterschiedlichen Jahreszeiten. Andererseits ziehen auch Naturerscheinungen wie Sonnen- und Mondfinsternis die Lernenden in ihren Bann. Auch Erkenntnisse und Meldungen aus der Raumfahrt lassen aufhorchen. Geradezu spektakulär mutet die geglückte Landung eines Rovers auf dem Mars an. Mit diesem Beitrag werden selbstverständlich erscheinende Vorgänge hinterfragt, aber es wird auch der Fokus auf neue Entwicklungen gerichtet.
Gesamtwerk
Klangwelten
Welche Klänge hören wir heute in der globalisierten Welt und in welchen Klangwelten begegnen sie uns? Welche Rolle spielen diese Klänge innerhalb und außerhalb der Musik? Wie lassen sie sich hören und beschreiben? Wie hören wir Klänge, wie hören wir Musik? Welche Wirkungen haben sie auf uns? Welche Bedeutungen können Klänge der Musik und der Alltagswelt für uns haben und wie verhalten sich diese Bedeutungen zu Bedeutungen, die wir in Stimm- und Sprachlauten von Tieren und Menschen oder in anderen Klängen aus Natur und Alltagswelt erkennen? All diese Fragen behandeln Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern in unseren Unterrichtsmaterialien zu "Klangwelten".
Gesamtwerk
Energie aus dem Atom
Wie funktioniert die Energiegewinnung bei einer Kernspaltung? Und können wir bei der Energieerzeugung durch Kernfusion, bei der nach dem Vorbild der Sonne Atome miteinander verschmolzen werden, den Herausforderungen des Klimawandels begegnen? Ihre Schülerinnen und Schüler wiederholen auf spielerische Weise wichtige Grundbegriffe zur Atom- und Kernphysik und setzen sich mit den Themen Kernspaltung und Kernfusion auseinander.
Gesamtwerk
Gravitation
In diesem Beitrag werden den Schülerinnen und Schülern ausgehend von der fantastischen Utopie eines Mondflugs bei Jules Verne die physikalischen Grundlagen des Starts und der Flugbahn eines Projektils nahegebracht, um dann Bahnen von erdnahen Satelliten und Raketen der Apollo-Missionen zu berechnen.
Gesamtwerk
Atommodelle
Atome sind winzige Teilchen − diese Vermutung hatte schon der griechische Philosoph Demokrit (450 v. Chr.). Deshalb gab er diesen Teilchen den griechischen Namen „atomos“ − das Unteilbare. Seine „Atomvorstellung“ hielt sich bis in das 18. Jahrhundert − erst dann wurden seine Gedanken wieder aufgegriffen und mit dem „Dalton’schen Atommodell“ erstmals modifiziert. Es sollten aber noch fast 200 Jahre vergehen, bis mit den ab den 1920er-Jahren gewonnenen Erkenntnissen der modernen Quantenphysik das heutige „Quantenphysikalische Atommodell“ entstehen konnte.
Gesamtwerk
Die Reibung beim schiefen Wurf
Diese Unterrichtseinheit behandelt den schiefen Wurf, wie er z. B. beim Ballsport auftritt. Wenn man den Einfluss des Luftwiderstands vernachlässigt, ist die Flugbahn, die ein Körper beim Wurf in einem homogenen Schwerefeld beschreibt, parabelförmig. Der schiefe Wurf stellt dabei den Regelfall dar – waagerechter und senkrechter Wurf sind Ausnahmefälle. In diesem Beitrag wird außerdem noch die Reibung berücksichtigt.
Gesamtwerk
Mechanische Schwingungen
Zeitliche Schwingungen spielen eine zentrale Rolle, nicht nur in der Physik und Technik. Sie bilden auch das Fundament, um Wellenausbreitungen (zeitliche und räumliche Schwingungen) verstehen zu können. In dem vorliegenden Unterrichtsmaterial wiederholen die Schülerinnen und Schüler die wichtigsten Begriffe der Schwingungslehre. Es werden die ungedämpften und die gedämpften Schwingungen kurz angesprochen, bevor die Schüler Übungsaufgaben zu diesem Themenbereich bearbeiten.
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