Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 12/20
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Physik
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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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Heißes Eis Phänomen der unterkühlten Lösungen Stand: Dezember 2018
Der Beitrag "Heißes Eis - Phänomen der unterkühlten Lösungen" bietet im Rahmen motivierender Schülerversuche eine gute Gelegenheit, die Löslichkeit eines Salzes am Beispiel von Natriumacetat zu betrachten. Darüber hinaus stehen zur Vertiefung mehrere Übungsaufgaben zur Verfügung, in denen beispielsweise die Löslichkeitsenthalpie oder die Kristallisationsenthalpie berechnet werden. Zur Unterstützung der Lehrkraft sind außerdem Lösungsvorschläge und die tätigkeitsbezogene Gefährdungsbeurteilung enthalten.
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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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MINT Zirkel - Ausgabe 4, Dezember 2018
Biodiversität in der Intensivierungsfalle, Lichtverschmutzung, Exoskelette als Forschungswerkzeug für Industrie 4.0, Vom Teilchenzoo zur Neutrinooszillation - was kommt nach dem Standardmodell der Elementarteilchen?, Alte Konservierungstechniken - jetzt geht es ans Eingemachte, Programmierpapier - wie Kinder ohne Bildschirm coden lernen, Mikro- und Nanoplastikmüll, Wie hilfreich sind Hausaufgaben in den MINT-Fächern?, Binnendifferenzierung im Unterricht mit digital gestützten Methoden, Unfall im Chemieunterricht, Lehrmittelkommission erprobt Optik-Baukasten Snellius auf dem MINT-Festival der Universität Jena,
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Verbrennung - Übung
Damit die Verbrennung in einem Motor möglichst reibungslos abläuft, suchen wir das optimale Mischungsverhältnis aus Luft und Brennstoff. Wie das genau funktioniert, erklären wir dir anhand einer Übung in diesem Beitrag!
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Mehrphasengemische - Übung
Du kennst ja sicher das Gerücht, dass beim Erwärmen von Glühwein der Alkohol verdampft. Was das mit Mehrphasengemischen zu tun hat, erklären wir dir in diesem Beitrag. Raoultsches Gesetz, Sieden und Liniendiagramm
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Vom Urknall in die Zukunft - eine kosmologische Zeitreise Stand: Nov. 2018
Die SuS werden in die Geheimnisse der Entstehung des Kosmos und die teilweise nicht leicht zu verstehenden, da theoretischen physikalischen Zusammenhänge eingeführt, indem sie Begriffe wie Singularität, Materie und Antimaterie, Galaxien und Sonnensystem besprechen und Versuche durchführen. Mit dem Material wird ein Blick in die Zukunft, insbesondere unseres Sonnensystems geworfen. Die didaktischen Erläuterungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts. Lösungen sind im Anhang enthalten.
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Alaune die besonderen Sulfate Stand: 11/2018
In dieser abwechslungsreichen Unterrichtseinheit werden Themenbereiche wie das Lösungsgleichgewicht, das Protolysegleichgewicht oder die Reaktionsenthalpie auf der Grundlage der Alaune mit vielen Rechenbeispielen und Schülerexperimenten behandelt. Darüber hinaus werden auch Anwendungsgebiete der Alaune, wie z. B. bei der Herstellung von Wasserfarben, bearbeitet. Die didaktischen Erläuterungen und Lösungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
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"Mischen Impossible" Schäume und Emulsionen in der Molekularküche inkl. Farbfolienvorl. Stand: 11/2018
Der Beitrag stellt den dritten und damit letzten Teil der Unterrichtsreihe zur Molekularküche dar. Bei der hier vorgestellten Emulsifikation handelt es sich um ein Verfahren, bei dem die Herstellung von schaumartigen und luftigen Speisen im Mittelpunkt steht. Indem die SuS den Vorgang auf Teilchenebene betrachten und in einem Schülerversuch selbst nachvollziehen, erlangen Sie Kenntnisse über Emulgatoren und die Polarität von Molekülen. Als Texturgeber dient diesmal das Lecithin, das auch in Milch zu finden ist und ein grenzflächenaktives Lipid darstellt.
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Objekte auf Kollisionskurs Vektorrechnung in der Physik - kommt es zum Crash? Stand: Oktober 2018
Ob zwei Objekte kollidieren ist eine wichtige Fragestellung in vielen Lebenslagen. In diesem Beitrag üben sich die SuS an dieser Art von Aufgabe und festigen dabei ihre Kenntnisse der Vektorrechnung und der grundlegenden Mechanik. Sie stellen eine Bahngleichung einer gleichförmigen Bewegung im dreidimensionalen Raum auf, berechnen den Schnittpunkt von Geraden und üben sich darin, geometrische Sachverhalte physikalisch zu interpretieren.
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Ionentriebwerke Mit modernen Antrieben weit hinaus Stand: Oktober 2018
Es geht weit hinaus! In der modernen Raumfahrt ist ein Hauptziel, immer tiefer in den Weltraum einzudringen. Nur mit den klassischen chemischen, mehrstufigen Triebwerken funktioniert das nicht. In diesem Beitrag untersuchen die SuS die Vorzüge und Nachteile von sogenannten Ionentriebwerken, lernen ihre Funktionsweise kennen und üben sich ganz nebenbei in der Anwendung des Energie- und Impulserhaltungssatzes.
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Zusammenstoß zweier Hobbyraketen Crash auf dem Flugfeld Stand: Oktober 2018
Der schiefe Wurf ist der allgemeine Fall von Wurfbewegungen und für die SuS alles andere als einfach. In diesem Beitrag werden sie noch einmal durch die Zerlegung und Aufstellung der Wurfparabel geführt. Die SuS üben und vertiefen diese Kenntnisse, indem sie versuchen heraus zu finden, ob zwei Raketen miteinander kollidieren werden. Dafür stellen sie Bahngleichungen auf und berechnen die Schnittpunkte und Flugdauern der Raketen.
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Natürliche radioaktive Strahlung in Boden und Luft Ein permanenter Begleiter Stand: Oktober 2018
Radioaktive Strahlung ist in der Umwelt überall anzutreffen - kein Mensch kann sich ihr entziehen, jeder wird von ihr beeinflusst. In diesem Beitrag beschäftigen sich die SuS mit natürlichen Strahlenbelastungen, ihren verschiedenen Ursachen und Wirkungen. Dabei festigen und vertiefen sie ihr Wissen über die Grundlagen der Radioaktivität, beispielsweise Energiedosis, Äquivalentdosis und Aktivität.
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Künstliche Strahlenbelastung und die moderne Medizin Stand: Oktober 2018
Atomphysik ist nicht nur im Bereich der Energieversorgung und Waffenentwicklung ein zweischneidiges Schwert. Auch in der Medizin hat die Nutzung radioaktiver Stoffe sowohl zu neuen Belastungen als auch zu neuen Behandlungsmöglichkeiten geführt. Die Schüler mit der Auswirkung ionisierender Strahlung auf das menschliche Gewebe und sie lernen belastende Auswirkungen der modernen Medizin sowie ihre Vorzüge und neuen Behandlungsmethoden kennen. Dabei wenden sie ihr Wissen über Energiedosis, Halbwertszeit und Aktivität in einem spannenden und aktuellen Kontext an.
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Der große und der kleine Zeiger einer Uhr Ein Bezug zu astronomischen Umlaufdauern Stand: Oktober 2018
Die Physik lehrt uns, Dinge zu hinterfragen, die selbstverständlich erscheinen. Wie lange braucht die Erde, um sich einmal um die Sonne zu drehen? Die Beantwortung dieser Frage ist nicht ganz so simpel, wie es zunächst scheint. In diesem Beitrag lernende SuS ein grundlegendes Problem der Astronomie kennen und erarbeiten sich den Unterschied zwischen siderischen und synodischen Umlaufdauern. Dazu verwenden sie das anschauliche Modell einer Uhr, nutzen Vereinfachungen und vergleichen die so erhaltenen Erwartungen mit den entsprechenden Literaturwerten.
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Schwarzes Loch Übung
Schwarze Löcher faszinieren seit jeher. In diesem Beitrag wiederholen, üben und festigen die SuS die Grundlagen der Physik hinter schwarzen Löchern und berechnen den Schwarzschildradius der Erde. Lösungen zu den Aufgaben sind enthalten und unterstützen die Lehrkraft.
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Aristoteles auf dem Prüfstand Kritische Betrachtung des freien Falls Stand: Oktober 2018
Die alten Griechen hatten bestimmt nicht immer Recht... In diesem Beitrag werden die SuS zu Experten in Sachen freier Fall und beschleunigte Bewegung. Sie setzen sich mit einem Text von Aristoteles auseinander, erarbeiten seine Vorstellungen zum freien Fall und setzen sich kritisch mit diesen auseinander. Dadurch festigen sie ihr eigenes Wissen zum freien Fall und trainieren ihre Kommunikationskompetenz. Die didaktischen Erläuterungen und Lösungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
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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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Von Tönen und Geräuschen in der Physik und der Musik
Ob Kammerkonzert, Hard Rock oder Jazz - Musik spricht die Menschen an. Die SuS untersuchen Signale, Geräusche, Töne und Klänge, lernen die Funktionsweisen von Instrumenten kennen und entdecken dabei die Faszination der Physik. Die methodisch-didaktischen Erläuterungen und Lösungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
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Trifft ein Photon auf ein Elektron ...- Photo- und Comptoneffekt, 08/2018, Klasse 12/13 mit 3 Computersimulationen
Photo- und Comptoneffekt bestimmen maßgeblich die Wechselwirkung zwischen Licht und Elektronen. Was dabei genau geschieht, erfahren die SuS in diesem Beitrag, indem sie Simulationen durchführen und auswerten. Die fachlichen und methodisch-didaktischen Hinweise sowie die Lösungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
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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.
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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.
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Teilchenerzeugung Proton-Proton-Stoß (Word, PDF) Stand: 08/2018
Antimaterie ist ein grundsätzlich spannendes Forschungsfeld. In Teilchenbeschleunigern entstehen jeden Tag unbekannte Teilchen und Materie, die sich gegenseitig wieder vernichten. Mit diesen Aufgaben nähern sich die SuS der Bedeutung von Einsteins Relativitätsformel und der daraus resultierenden Entstehung von Materie aus Energie. Es wird ebenfalls geübt, Ergebnisse zu bewerten und zwischen Laborsystem und Schwerpunktsystem zu wechseln. Lösungen zu den Aufgaben sind enthalten.
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Rund um den radioaktiven Zerfall (Word, PDF) Stand: 08/2018
Mit diesem Übungsmaterial werden die Grundlagen der Kernphysik für den Physikunterricht gelegt. Die SuS wiederholen und festigen Aktivität, Halbwertszeit sowie Abschirmung und wenden ihre Kompetenz dann bei spezielleren und schwierigeren Aufgaben an. Unter anderem nehmen die SuS hierbei die Kalium-Argon-Dotierung unter die Lupe und üben ebenfalls, graphische Darstellungen zu interpretieren und selbst zu erstellen. Lösungen zu den Aufgaben sind enthalten.
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Das Sternbild Einhorn (Word, PDF) Stand: 08/2018
Das Sternbild Einhorn beinhaltet einige Sterne, die uns sehr nahe sind, allerdings äußerst lichtschwach, sodass das Sternbild lange Zeit unbekannt war. Mit den Aufgaben dieses Beitrags für den Physikunterricht wiederholen die SuS die Grundlagen der Astronomie: Sie üben die Einheitenumrechnung von Parsec in Lichtjahre und arbeiten sich kleinschrittig vor, bis hin zu zwei Doppelsternsystemen. Komplizierte Probleme werden in kleinere Aufgaben zerlegt und die Ergebnisse durch Vergleiche mit unserem Sonnensystem reflektiert.
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