Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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RAABE
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Quantencomputer
Die Schüler lernen die Möglichkeiten der Quantenphysik in einer technischen Anwen-dung kennen. Sie verstehen, welche Perspektiven diese neue Technologie für uns in der Zukunft bereithalten könnte, und erkennen, wieso die Zeit noch nicht ganz reif dafür ist. Die Schüler werden dazu aufgefordert, ihre Vorstellungen über die Realität nach der klassischen Physik zu hinterfragen, und begeben sich in die unglaubliche, gar unbegreif-liche Welt der Quantenphysik.
Gesamtwerk
Warum fällt der Seiltänzer nicht vom Seil?
Die meisten Ihrer Schüler waren schon einmal im Zirkus. Da haben sie wahrscheinlich Seiltänzer beobachtet. Der Seiltänzer bleibt mit ihrer schweren Stange, an der sich zwei Kugeln links und rechts befinden, im Gleichgewicht. Wer sich über dieses Phänomen wundert, ist als Schüler genau richtig hier in dieser Physikstunde!
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Aufbruch zum Mond
Am 21. Juli 1969 betraten erstmals Menschen den Mond. Heute ist das Interesse am Mond neu entfacht: Unbemannte Mondmissionen von Nationen wie China, Indien und Israel gut 50 Jahre nach den Mondlandungen der USA haben nun auch Amerikaner und Russen veranlasst, sich dem Mond wieder zuzuwenden. Das Thema Raumfahrt in Richtung Mond ist aktuell wie selten zuvor. Die motivierende Kraft, die dem Ganzen innewohnt, sollte im Physikunterricht genutzt werden.
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Gesamtwerk
Vom Blinklicht zur Ampelschaltung einer Kreuzung
In vielen technischen Geräten sind heutzutage Mikrocontroller verbaut. Ihre Schüler sollen dies am Beispiel der Programmierung einer Ampelschaltung an einer Kreuzung erkennen. Dabei können sie bei der Autofahrerampel eine Tag- und Nachtsituation simulieren, während bei der Fußgängerampel per Taster Grün, begleitet von einem Ton, angefordert werden kann. Dabei lernen sie auch elektronische Bauteile und deren Zusammenführung zu elektronischen Schaltungen kennen. Sie erhalten wertvolle Informationen zu Anschaffungen und zur Organisation in der Sammlung und im Unterricht.
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Die Ursachen des aktuellen Klimawandels
Sintflutartige Überschwemmungen, Erdrutsche, Sturmkatastrophen und Sturmfluten an den Küsten, Hitzewellen in den gemäßigten Breiten und Dürreperioden, winterliche Niederschläge, die z. B. im Alpenraum zunehmend als Regen statt Schnee fallen – sind dies Folgen oder Vorboten des Klimawandels? Bei jeder Naturkatastrophe werden Klimaforscher mit dieser Frage konfrontiert. Gehen Sie mit Ihren Schülern den Ursachen von Treibhauseffekt und Klimawandel auf den Grund.
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Elementarmagnete-Modell und Feldlinien
Ein wesentlicher Aspekt des Faches Physik ist das Entwickeln von und der Umgang mit Modellen. Bei Permanentmagneten begegnen uns diese beiden Modelle: 1. Das Elementarmagnete-Modell: Einen Permanentmagneten kann man sich aus Elementar¬magneten aufgebaut vorstellen. Viele wesentliche Eigenschaften eines Permanentmagneten können so veranschaulicht und begründet werden. Die Schüler werden durch verschiedene Experimente an dieses Elementarmagnete-Modell herangeführt. 2. Auch das Konzept der magnetischen Feldlinien ist die Veranschaulichung eines nicht unmittelbar zugänglichen Phänomens. Das magnetische Feld in der Umgebung eines Permanentmagneten wird oft mithilfe von Eisenspänen oder kleinen Magnetnadeln sichtbar gemacht.
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Der Transistor
Der Transistor ist somit ein elektronisches Bauteil, das Ströme verstärkt und damit auch zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Strömen geeignet ist. Einzelne diskrete Transistoren spielen in der praktischen Anwendung kaum eine Rolle. Meist findet man eine große Anzahl von Transistoren bei integrierten Schaltungen.
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Physik in deinem Alltag
Ihre Schüler erfahren, welche physikalischen Vorgänge in Situationen ablaufen, die uns täglich begegnen. Der Beitrag beinhaltet eine Mischung aus Fragen, die teilweise knifflig sind.
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Das Hooke'sche Gesetz
Kräfte lassen sich mit einem Federkraftmesser messen. Ein solches Messinstrument fertigen Ihre Schüler an und eichen es. Außerdem zeichnen sie Kraft-Dehnungsdiagramme.
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Die Grundlagen des Fliegens
Nach der intensiven Behandlung des Auftriebes als Grundvoraussetzung des Fliegens sowie der Besonderheiten bei Steig- und Gleitflug in Teil 1 erfolgt nun eine genaue Betrachtung der technischen und physikalischen Abläufe bei der Steuerung eines Flugzeuges, insbesondere beim koordinierten Kurvenflug. Zudem werden Grenzfälle des Fliegens ebenso behandelt wie die heutzutage verfügbaren sparsamen und leisen Turbo-Fan-Antriebe.
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Offene Kometenbahn
Der Flächensatz von Johannes Kepler gilt sogar für Satelliten, die ihren Zentralkörper auf einer elliptischen Bahn umlaufen. Wir gehen der Frage nach, ob dieser Satz, auch zweites Kepler'sches Gesetz genannt, auch für parabelförmige Kometenbahnen gilt.
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Die Grundgleichung der Mechanik
Die Grundgleichung der Mechanik ist eine der wichtigsten Formeln der klassischen Mechanik. Besprechen Sie sie ausführlich, damit die Schüler ihre Bedeutung erfassen. Die experimentelle Herleitung dieser Gleichung ist nicht einfach. Mit herkömmlichen Mitteln wie Stoppuhr und Maßband muss man viele Messreihen unter gleichen Bedingungen aufnehmen, um verwertbare Daten zu erhalten. Hierbei schleichen sich erfahrungsgemäß so viele Fehler ein, dass man die erforderlichen Proportionalitäten kaum zeigen kann. Ein computergestütztes Messwerterfassungssystem erleichtert die Arbeit deutlich. Statt einzelner Messpunkte zeichnet das System komplette Kurven auf und unterstützt die Schüler bei der Auswertung. Das Experiment wird so schülertauglich.
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Ein Vergleich:
Dieser Beitrag stellt mechanische und elektromagnetische Schwingungen einander gegenüber. Die Schwingungsdauer eines Federpendels und eines elektromagnetischen Schwingkreises werden verglichen. Ihre Schüler berechnen die Spannenergie und auch die elektrische bzw. magnetische Energie. Lenz'sche Regel, Selbstinduktion und Dämpfung werden abschießend betrachtet.
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Multiple-Choice-Tests zur Mechanik
Mit diesen Tests, die die Begriffe „Kraft“, „Druck“, „Geschwindigkeit“ und „Beschleunigung“ aus dem Bereich der Mechanik in der Sek I aufgreifen, geben wir Ihnen die Möglichkeit, bei knapper werdenden Ressourcen in relativ kurzer Zeit einen Leistungsüberblick über Ihre Lerngruppe zu erstellen.
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Physik in deinem Alltag
Im Alltag begegnet uns die Physik an vielen Stellen. So denken wir oft gar nicht darüber nach, warum etwas funktioniert. Welche physikalischen Phänomene ermöglichen unsere moderne Technik? Welche physikalischen Eigenschaften von Stoffen können wir für unsere Zwecke nutzen? Der Beitrag fragt auf spielerische Weise physikalisches Grundwissen ab.
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