Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 13/20
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Physik
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Freier Fall einer Stahlkugel Einführung in die Differenzialrechnung der Physik Mit Exceldatei für eigene Messreihen
Mathematik und Physik gehen oft Hand in Hand. Leider kommt es vor, dass man in Physik bereits mit einer Mathematik umgehen muss, die im Unterricht noch nicht behandelt worden ist. In diesem Beitrag untersuchen die SuS den freien Fall einer Stahlkugel und werden sanft an die Differenzialrechnung herangeführt, wie sie für die Definition der Beschleunigung benötigt wird. Der Beitrag enthält eine fertige Messreihe und eine Exceldatei, um eine eigene Messreihe möglichst schnell auswerten zu können.
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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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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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Sprachsensibel Physik unterrichten
"Die Grenzen meiner Sprache sind die Grenzen meiner Welt." Mit diesem Zitat von Ludwig Wittgenstein unterstreicht Josef Leisen im vorliegenden Heft die Bedeutung von (Fach-)Sprache für das Denken und Lernen. Das Heft beleuchtet verschiedene Aspekte, in denen Sprache im Physikunterricht wichtig ist, und zeigt Wege zu einem sprachsensiblen Physikunterricht. Im Heft finden sich vielfältige, praxisorientierte Anregungen zu folgenden Themenfeldern: Bildungs- und Fachsprache fördern, sprachsensibel mit Fachtexten arbeiten, DaZ-Sprachförderung integrieren, sprachsensiblen Fachunterricht im Kollegium entwickeln. Das Heft bietet Ihnen neben Hintergrundinformationen zum Thema eine breite Auswahl unterrichtspraktischer Beiträge, die zeigen, wie sich im Physikunterricht sprachliche und fachliche Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler fördern und verknüpfen lassen. Die Anregungen reichen von Konzepten nach dem Cognitive-Apprenticeship-Ansatz über Verfahren der Text- und Gestaltungsanalyse sowie Methoden der Wortzschatzarbeit bis zu sprachsensibel konzipierten Forschertagen für einheimische und geflüchtete Kinder.
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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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Sprache im naturwissenschaftlichen Unterricht
Dieses Buch sensibilisiert für die Relevanz von Sprache in den naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächern. Es zeigt Verfahren der Unterrichtsgestaltung auf, die helfen, sprachliche Probleme bei der Aneignung von Fachinhalten zu meistern. Studierende sollen dabei in die Lage versetzt werden, den Schwierigkeitsgrad z.B. von Lehrbuchtexten einzuschätzen sowie die sprachlichen Anforderungen von fachlichen Lernzielen und Unterrichtsverfahren zu benennen. Die Einführung wendet sich an Lehrende und Studierende der naturwissenschaftlichen Fächer. Durch authentische Beispiele werden die Inhalte des Handbuchs illustriert. Mit Hilfe von Reflexions- und Anwendungsaufgaben werden die Studierenden zu einer aktiven Auseinandersetzung mit den Inhalten angeregt und dazu befähigt, ihr theoretisches Wissen in der Praxis anzuwenden.
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Energieerhaltung und Energieentwertung
Haben auch Ihre Schülerinnen und Schüler Schwierigkeiten damit, das physikalische Energiekonzept in all seinen Aspekten zu durchdringen? Insbesondere das Verständnis von Energieentwertung und -erhaltung stellt eine große Herausforderung dar. Dieses Heft skizziert Wege, wie sich Lernende auf unterschiedlichem Anspruchsniveau mit Energieerhaltung und Energieentwertung auseinandersetzen können. Dabei spielen Modelle sowie deren Reflexion eine große Rolle. Neben einer grundlegenden Orientierung zu den Dimensionen des Energiebegriffs sowie zu physikdidaktischen Erkenntnissen in Bezug auf das Verständnis von Energie bietet diese Ausgabe von "Unterricht Physik" vielfältige Anregungen für die Unterrichtspraxis zu Energieentwertung und -erhaltung: handlungsorientierte Ideen für den Anfangsunterricht, Vorschläge unterschiedlicher Modelle für die Darstellung energetischer Prozesse sowie für die Nutzung dieser Modelle im Unterricht, experimentelle und spielerische Zugänge, Hilfen zur Diagnose des von den Lernenden entwickelten Energieverständnisses. Über Hintergrundinformationen und Unterrichtsideen zum Schwerpunktthema hinaus bietet das Heft auch Versuchsanregungen und Unterrichtsvorschläge zu weiteren physikalischen Bereichen.
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MINT Zirkel - Ausgabe 1, März 2018
Spazieren gehen für die Wissenschaft; Das Simpson-Paradox - einfach irritierend; Das Weltall in Bildern; Ein Platz für junge Forscherinnen und Forscher; Was kann Forschung zu gutem MINT-Unterricht beitragen?; Mathematik(er) auf Banknoten - Blaise Pascal; Fernerkundung in Schulen - Lernen mit digitalen Satellitenbildern; Wie wurde aus dem Aralsee die "Aralkum"; Digitale Ausbildungsvorbereitung für Geflüchtete; Erklär's mir einfach!; Meinem Kind erzählen Sie das nicht!; helING! Zukunfts-Orientierungs-Akademie für Schülerinnen in Heidelberg; MINT-Botschafter 2017/2018 ausgezeichnet; Wilde Vorfahren unserer Haustiere - seltene Haustierrassen; Viel Wind aus dem Weltall
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