Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 12/18
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Physik
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RAABE
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
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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Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
Bedeutsame Erfindungen Teil 1: Vom Rad bis zur Glühbirne mit Aufgaben zur Differenzierung für jedes Material
Viele Gegenstände unseres täglichen Lebens verdanken wir entweder dem Pioniergeist einiger Erfinder oder dem Zufall. Betrachten wir beispielsweise das Rad, das vor mehr als 6.000 Jahren entwickelt wurde. Unsere Welt dreht sich unaufhörlich und ohne Räder würde unser Leben buchstäblich stillstehen. Ob am Auto, im Uhrwerk oder als Getriebe in Turbinen. Räder spielten und spielen in unserem Leben eine große Rolle. Doch nicht immer sind die bekannten Persönlichkeiten die großen Erfinder. Manchmal haben die ursprünglichen Erfinder einfach zu zaghaft reagiert oder ihre Erfindung zu spät angemeldet. Eindrucksvoll zeigt sich dies am Beispiel der Erfindung des Telefons und der Glühbirne.
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Gesamtwerk
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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Nachhaltig und umweltfreundlich in die Zukunft - die erneuerbaren Energien, 08/2018, Klasse 6/7
In dieser Unterrichtsreihe lernen die SuS die erneuerbaren Energien kennen, indem sie anhand einfacher Modelle und informativer Texte und Grafiken deren physikalische Grundlagen verstehen. Sie basteln mithilfe einer Anleitung ein Aufwindkraftwerk und ein Wasserrad und führen selbstständig Schülerversuche durch. Die didaktisch-methodischen Hinweise unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts. Lösungen und ein Glossar sind im Anhang enthalten.
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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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Elastischer Stoß (Word, PDF) Stand: 08/2018
In diesem Beitrag vertiefen die SuS ihre geometrischen Kenntnisse. Es werden die Streuwinkel beim elastischen Stoß untersucht und damit die Kompetenzen in Energieerhaltung und Impulserhaltung angewandt und vertieft. Die Aufgaben werden durch eine fachliche Einführung, ein Kompetenzprofil und Lösungen aufgearbeitet.
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Die Kernspaltung (Word, PDF) Stand: 08/2018
Atomwaffen sind stets präsent in den Medien. In diesem Beitrag nähern sich die SuS der Physik hinter Kernspaltungswaffen, beschäftigen sich mit kontrollierten und unkontrollierten Kettenreaktionen. Dabei trainieren sie ihre kommunikative Kompetenz im physikalischen Kontext und ihre Problemlösekompetenz. Der Beitrag beinhaltet einige Skizzen, die Kernspaltungsvorgänge und die Bedeutung von thermischen und schnellen Neutronen verständlich machen.
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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.
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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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Vom Experten 3. Klasse am Patentamt zum Nobelpreisträger
Dieser Beitrag für den physikalischen Unterricht bietet Ihnen die Gelegenheit, Ihren Schülern das Leben des Albert Einstein und seine revolutionären Erkenntnisse anschaulich und verständlich näherzubringen. Neben seiner Biografie geht es unter anderem um: die Quantisierung des Lichts und der fotoelektrische Effekt, die spezielle Relativitätstheorie, Äquivalenz von Masse und Energie sowie um die die Allgemeine Relativitätstheorie.
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Können Monde von Planeten totale Sonnenfinsternisse hervorrufen?
Wer einmal eine totale Sonnenfinsternis beobachten konnte, ist nicht nur fasziniert, sondern er möchte dieses Schauspiel noch öfter beobachten. Doch das ist nicht so einfach! Ihre Schüler lernen in diesem Beitrag für den Physikunterricht welche Voraussetzungen zu einer totalen Sonnenfinsternis nötig sind und lernen grundlegende Fähigkeiten zu Ellipse, Sonnenfinsternis, Kernschatten, Übergangsschatten, Transit, Sonnensystem sowie spezielle Ellipsenpunkte in der Astronomie kennen und führen Berechnungen mit Hife von Strahlensätzen durch.
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Die Leuchtdiode
Die LED stellt eine wichtige technische Lichtquelle dar. Sie wird vielfältig angewendet, beispielsweise in der Beleuchtungs-, Display- und Messtechnik, aber auch bei der Übertragung von Information.
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Fliegen, wie geht das?
Sie sind auf der Suche nach einem Anwendungsbezug für Ihren Mechanik-Unterricht? Wenn Sie zudem Interesse am Fliegen und Vergnügen am Basteln haben, ist diese Einheit genau das Richtige!
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Der Energieinhalt eines Magnetfeldes
Wird ein Stromkreis durch einen Schalter S geöffnet, so fließt auch nach dem Öffnen noch ein über eine gewisse Zeitspanne abnehmender Strom durch den nun allein aus Spule und Widerstand bestehenden Stromkreis. Die dazu notwendige Energie kann nur vom Magnetfeld stammen; sie wird während des Abklingens des Stromes I in Form von Wärme frei. Im Beitrag werden die Vorgänge bei der Erzeugung von magnetischer Energie besprochen, die zugehörigen Gleichungen hergeleitet sowie die Thematik in Form von Beispielen und Aufgaben nähererläutert.
Gesamtwerk
Praktischer Stationenzirkel zur Elektrizitätslehre
Gerade im Anfangsunterricht an der weiterführenden Schule muss das Fach Physik (im Rahmen des fachübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterrichts) durch praktisches Handeln, Ausprobieren und Forschen die Schüler zu genau diesen Tätigkeiten motivieren und anleiten. Die Elektrizitätslehre bietet hierzu die Möglichkeit, indem Ihre Schüler mit einfachen Geräten verschiedene Schaltkreise realisieren, instandsetzen, verbessern und damit verstehen lernen.
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Luft
Luft atmen wir ständig ein. Doch was verbirgt sich eigentlich genau hinter diesem Gasgemisch? Anhand von Experimenten spüren Ihre Schüler dem Wesen der Luft nach. Sie erfahren etwas über ihre Zusammensetzung, schießen mit ihrer Hilfe ein Ei aus einer Flasche und bauen einen Luftdruckmesser. Und hat Luft eigentlich ein Gewicht? Auch dieser Frage gehen Ihre Lernenden mithilfe von Luftballons und Küchenwaage nach.
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