Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 13/18
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Das Fermat'sche Prinzip - ein Anwendungsbeispiel zur Differenzialrechnung
Dieser Beitrag liefert zwei umfangreiche Übungsbeispiele für Extremwertaufgaben, außerdem eine elegante Herleitung des Brechungs- und Reflexionsgesetzes. Beide Schwerpunkte legen nahe, das Fermat'sche Prinzip im Unterricht zu thematisieren.
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Übungsaufgaben zu statischen und zeitlich veränderlichen Magnetfeldern
Smartphone, Elektrogeräte und Lichtquellen sind technische Hilfsmitteln, die für uns selbstverständlich sind. Doch wer denkt schon daran, dass die meisten Geräte ohne die Existenz zeitlich veränderlicher Magnetfelder nicht funktionieren würden? Mit unterschiedlich schwierigen Aufgaben üben Ihre Schüler die physikalischen Zusammenhänge.
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Ein Teelicht im Wasserglas?! - Lichtquellen, Farbe und Ausbreitung des Lichts
Experimente zur Farbmischung, die Entstehung der Farbe aus weißem Licht, die Ausbreitung des Lichts und das Reflexionsgesetz sind feste Lehrplanbestandteile in der Mittelstufe. Lassen Sie Ihre Schüler die physikalischen Gesetze der Optik in Experimenten selbst entdecken. So bleibt das Wissen nachhaltig haften.
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Uebungsaufgaben zu statischen und zeitlich veraenderlichen Magnetfeldern.
Smartphone, Elektrogeräte und Lichtquellen sind technische Hilfsmittel, die für uns selbstverständlich sind. Doch wer denkt schon daran, dass die meisten Geräte ohne die Existenz zeitlich veränderlicher Magnetfelder nicht funktionieren würden? Mit unterschiedlich schwierigen Aufgaben üben Ihre Schüler die physikalischen Zusammenhänge.
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Das Manhattan-Projekt und seine verheerenden Folgen
Die Entdeckung der Kernspaltung lag noch nicht einmal 7 Jahre zurück, als am 6.8.1945 von den USA die erste Uranbombe auf die japanische Stadt Hiroshima abgeworfen wurde. Nur drei Tage später, am 9.8., folgte die Plutoniumbombe, die Nagasaki traf. Erläutern Sie den Schülern mithilfe dieses Beitrags, dass technischer Fortschritt verheerende Auswirkungen haben kann, wie sie sich durch den Einsatz von Atombomben ergeben. Stellen Sie einen aktuellen Bezug zum Nordkorea-Konflikt her.
Verwandte Themen
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Von Sternen und Planeten - eine Lerntheke
Am 6. August 2012 setzte der Mars-Rover "Curiosity" nach einer spektakulären Landung auf dem Mars auf. Bekommen wir über diese Mission weitere Informationen und Erkenntnisse über die Entstehung unseres Sonnensystems? Welche Objekte prägen dieses und welche Bewegungen und Gesetzmäßigkeiten gibt es? In diesem Beitrag finden Ihre Schüler Antworten auf diese und weitere Fragen. Mit Folienvorlage!
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Verhalten von Spule und Kondensator bei Wechselstrom
E-Loks fahren mit Wechselstrom. Wichtige Baugruppen einer E-Lok sind Antriebsmotor, Transformatoren und Steuerungseinrichtungen. Diese Bauteile enthalten Spulen und Kondensatoren, die sich beim Betrieb mit Wechselstrom anders verhalten als bei Gleich-strom. In Experimenten untersuchen Ihre Schüler dieses unterschiedliche Verhalten.
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Verfahren zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit
Die Schallgeschwindigkeit in Luft stellt eine fundamentale Größe dar. In Form eines Experimentierzirkels bestimmen Ihre Schüler diese Größe auf ganz unterschiedliche Weise. Neben verschiedenen Realisierungen des Laufzeitverfahrens kommen auch Untersuchungen von stehenden Wellen und akustischen Interferenzen zum Einsatz.
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Die Mechanik einfacher Maschinen verstehen
Ausgehend von der offenen Aufgabe "Wie kann man einen Stein mit einer Masse von 1 t mit 4 Schülern 5 m weit bewegen und 50 cm hochheben?" realisieren Ihre Schüler experimentell konkrete Modelle und testen diese in Schülerversuchen auf ihre Tauglichkeit. Das hierfür notwendige Fachwissen und die Methoden führen Sie als Lehrkraft ein.
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Ohne Energie läuft nichts!
Dieser Beitrag vermittelt eine Vorstellung davon, was man in der Physik unter "Energie" versteht und was der Energieerhaltungssatz besagt. Wir gehen auf verschiedene Energieträger ein, zeigen, wie ein Kohlekraftwerk funktioniert, und stellen unterschiedliche Typen von Kraftwerken vor. Schließlich geht es um den häuslichen Stromverbrauch.
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Rund um den elektrischen Strom
Stromstärke und -spannung, elektrischer Widerstand - wie sind hier nochmal die Zusammenhänge? Wie werden diese Größen gemessen und was sagen sie aus? Und worin unterscheidet sich eine Reihen- von einer Parallelschaltung? Diesen und anderen Fragen gehen Ihre Schüler in spannenden Versuchen auf den Grund. Auf spielerische Art und Weise können sie somit abstrakte Modelle der Physik verstehen.
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Nanotechnologie in unserem Alltag - Chancen und Risiken
Klein aber oho! Nanotechnologie findet man in vielen Bereichen, in denen man es noch nicht einmal vermutet: auf manchen T-Shirts, im Tennisschläger aber auch in Make-Up. Wo sind hier die Grenzen? Mit diesem Beitrag wird auch ein kritischer Blick auf den Einsatz der Nanotechnologie geworfen und ein Blick in die Zukunft gewagt. Ihre Schüler erfahren in einfachen Experimenten, wieso es auf die Oberfläche ankommt und dass die Größe Einfluss auf die Reaktivität hat.
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Differenzialgleichungen vom Typ y'=f(y,x) und y''=f(y',y,x)
Im hier vorgestellten Projekt geht es unter Voraussetzung lokal stetiger und differenzierbarer Funktionen um DGLs, die im Oberstufenunterricht eine Rolle spielen, d. h. solche vom Typ y' =f(y, x) und y'' = f(y', y, x), zu denen vorerst ohne Anwendung analytischer Lösungsverfahren nach numerischen Lösungen gesucht wird. Im hier vorgestellten Projekt geht es unter Voraussetzung lokal stetiger und differenzierbarer Funktionen um DGLs, die im Oberstufenunterricht eine Rolle spielen, d. h. solche vom Typ und , zu denen vorerst ohne Anwendung analytischer Lösungsverfahren nach numerischen Lösungen gesucht wird.
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Kernkraft - ein Blick hinter die Kulissen dieser Art der Stromerzeugung
Ihre Schüler wiederholen ihr Wissen zum Aufbau eines Stoffes, sie widmen sich dem Thema "Kernspaltung", sie lernen den Aufbau eines Kernkraftwerks kennen, erfahren, wie in Kernkraftwerken Strom erzeugt wird, und erstellen ein Plakat zu den Unfällen in Kernkraftwerken und deren Folgen.
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Druck, Volumen und Temperatur von Gasen - Wärmelehre
In diesem Beitrag lernen Ihre Schüler die Gasgesetze (Boyle-Mariotte, Gay-Lussac und Amontons) kennen, führen einfache Experimente durch und erfahren, wie ein Kühlschrank bzw. eine Dampfmaschine funktionieren.
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Die Balmerserie - sichtbarer Fingerabdruck des Wasserstoffatoms
Sichtbar wird das Wasserstoffatom durch die Spektrallinien der Balmerserie. Ihre Schüler werten reale oder computergenerierte Wasserstoffspektren aus. Sie erkennen, dass Balmers rein empirisch gefundene Formel mit der von Bohr theoretisch hergeleiteten übereinstimmt. Zur Abiturvorbereitung in Optik hervorragend geeignet!
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Da bewegt sich doch was?! - Die Molekularbewegung im Wasser.
Die Bewegung von Molekülen ist ein alltägliches Phänomen, das selten direkt betrachtet werden kann. Mithilfe dieses Beitrags werden Ihre Schüler in die Lage versetzt, diese Bewegung zu erkennen.
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Wie funktioniert ein Katzenauge? - Prinzip und technische Anwendung eines Retro-Reflektors
Die Augen einer Katze strahlen hell im Dunkeln. Katzenaugen wirken also wie sog. Retro-Reflektoren. Darunter versteht man Reflektoren, die das Licht zur Lichtquelle zurückreflektieren. Vermitteln Sie Reflexionsgesetz, Brechungsgesetz, Linsengleichung und Abbildungsgesetz anhand dieses Beispiels.
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Experimente zur Untersuchung der Kernstrahlung
In spannenden Experimenten untersuchen Ihre Schüler die Kernstrahlung. Dabei setzen sie sich zunächst mit der Frage auseinander, wie Kernstrahlung entsteht, arbeiten die Eigenschaften dieser Strahlung heraus und lernen verschiedene Nachweisgeräte für Kernstrahlung kennen. Am Schluss gehen wir auf Anwendungen ein.
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Eine Luftsprudelanlage gegen Eis einsetzen - Wärmelehre
Mit diesem Material haben Sie die Möglichkeit, grundlegende Phänomene der Wärmelehre (Grundgleichung, Schmelzwärme, Temperaturabhängigkeit der Dichte etc.) in einem interessanten Kontext zu unterrichten. Zeitungsartikel und Bilder stellen den Bezug zwischen den physikalischen Inhalten und der Lebenswelt der Schüler her.
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Multiple-Choice-Tests zur geometrischen Optik
Mit diesen Tests, die viele Bereiche der geometrischen Optik in der Sekundarstufe I abdecken, geben wir Ihnen die Möglichkeit, bei knapper werdenden Ressourcen in relativ kurzer Zeit einen Leistungsüberblick über Ihre Lerngruppe zu erhalten.
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Transportsysteme in der Natur - Bionik zwischen Biologie und Technik
Welche Gemeinsamkeiten haben Blutgefäße und Transportsysteme von höheren Pflanzen? Und wie kann man das Wissen darüber technisch nutzen? Die Bionik gibt Antworten auf diese spannenden Fragen. Sie zeigt, wie wir "clevere" Lösungen in der Natur für technische Entwicklungen nutzen können. Ihre Schüler erfahren, was hinter dem Begriff Bionik steckt. Sie experimentieren, messen, arbeiten mit Modellen und gelangen somit zu einer multiperspektivischen Betrachtungsweise.
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Von der Lochkamera zur Digicam - wie funktioniert die Fotografie?
Die meisten Schüler haben ihren Fotoapparat immer dabei - in Form der Handykamera. Die Jugendlichen nutzen sie für Schnappschüsse oder spontane Selfies. Doch wie ist ein Fotoapparat aufgebaut? Wie entsteht in einer Kamera ein scharfes Bild? Und welche Bedeutung hat die Brennweite? Ihre Schüler wenden ihre Kenntnisse über die Bildentstehung an Linsen an, experimentieren selbstständig und bauen sich eine eigene Lochkamera.
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Die Gefahren des elektrischen Stroms
Elektrische Geräte gehören so selbstverständlich in die Welt der Schüler, dass ihnen oft die Gefahr von beschädigten elektrischen Leitungen oder Geräten und die Folgen eines nicht sachgemäßen Umgangs mit Strom nicht bewusst sind. Doch was ist elektrischer Strom überhaupt? Und wann ist ein elektrischer Strom gefährlich? Unser Beitrag macht Ihre Schüler auf die Gefahren des elektrischen Stromes aufmerksam und zeigt ihnen einen sicheren Umgang mit Strom auf.
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Die physikalischen Eigenschaften des Wassers
Wasser gehört zu unserem Alltag. Wir nutzen es in vielerlei Hinsicht: als Lebensmittel, zum Schwimmen, als Transportweg oder zur Energiegewinnung. Dabei denken wir kaum darüber nach, dass unsere Trinkwasservorräte nicht unerschöpflich sind. Ihre Schüler werden in dieser Unterrichtseinheit für das Thema "Wasser" sensibilisiert.
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