Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 2/23
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Physik
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Energieformen
Die Lernenden bekommen einen umfassenden Einblick über das gesamte Thema Energie: Energieformen, Energieumwandlung, Energiekette, Entwertung von Energie, Eigenschaften von Energie, mechanische Energie, Energieerhaltung, andere Energiearten wie Wärmeenergie, elektrische Energie, chemische Energie, Kernenergie. Die erlangten Kenntnisse können die Lernenden vertiefen durch eine Reihe von Aufgaben, bevor sie ihr erworbenes Wissen noch anhand einer Lernerfolgskontrolle testen können.
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, September 2025
Diese Ausgabe widmet sich den großen Fragen von Natur, Energie und Erkenntnis. Sie beleuchtet, wie Mathematik über Jahrhunderte ungelöste Rätsel hervorgebracht hat, und zeigt zugleich Wege auf, wie moderne Forschung neue Antworten findet – von unlösbaren geometrischen Problemen bis hin zu bahnbrechenden Entdeckungen im All. Zentrale Beiträge thematisieren die Krise der Biodiversität und den Verlust der Artenvielfalt, die Suche nach Leben auf fernen Planeten, den Umgang mit überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien sowie die Herausforderung durch invasive Arten. Daneben rückt das Heft die Energiewende in den Fokus und fragt, wie Schule und Unterricht auf gesellschaftliche Veränderungen reagieren können – mit neuen Perspektiven auf Nachhaltigkeit, Wissen und Verantwortung.
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Physik des Radfahrens
In dieser Einheit lernen die Schülerinnen und Schüler, wie das Radfahren bei detaillierter Betrachtung von den Gesetzmäßigkeiten der Physik, insbesondere der klassischen Mechanik, bestimmt wird. Den Lernenden begegnen intuitive und eingängliche Praxisbeispiele für Zentripetal-, Zentrifugal- und Reibungskräfte. Außerdem setzen sie mechanisch zentrale Begriffe wie Drehimpuls und Drehmoment in einen für das Radfahren relevanten Kontext. In zahlreichen Übungsaufgaben festigen die Lernenden ihr erworbenes Wissen.
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Grundlegendes Wissen der Kinematik
In dieser Einheit erarbeiten Ihre Lernenden die grundlegenden Konzepte der Kinematik. Begleiten Sie Ihre Klasse auf dem Weg zu einem fundierten naturwissenschaftlichen Verständnis der geradlinigen, gleichförmigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit. Unterstützen Sie den Lernprozess durch alltagsnahe Aufgabenstellungen und eine abschließende Lernerfolgskontrolle.
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Erkundungen im elektromagnetischen Spektrum
Diese Ausgabe widmet sich den faszinierenden Einblicken in das elektromagnetische Spektrum und seine Bedeutung für die Astronomie und Raumfahrt. Von Radiowellen über Infrarot- bis hin zu Gammastrahlen zeigt das Heft, wie unterschiedliche Wellenlängen unser Verständnis des Universums erweitern und neue Entdeckungen ermöglichen. Spannend aufbereitet für alle, die hinter die sichtbare Welt des Kosmos blicken wollen.
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Forschendes Lernen unterstützen – mit Methoden formativen Assessments
Wenn Lernen zur Forschung wird – und Feedback den Unterschied macht Forschendes Lernen im Physikunterricht motiviert viele Schüler:innen – kann Lehrkräfte aber auch vor Herausforderungen stellen: Wie lassen sich Lernprozesse sinnvoll strukturieren? Wie gelingt es, Schüler:innen individuell zu begleiten, ohne sie zu überfordern? Und wie kann man sicherstellen, dass Lernzeit auch wirklich Lernzeit ist? Diese Ausgabe liefert Ihnen fundierte Antworten – mit praxiserprobten Unterrichtseinheiten mit forschendem Lernen und Methoden rund um formatives Assessment. Ob für kürzere Einheiten oder längere Projekte: Sie finden hier zahlreiche Anregungen für einen differenzierten und lernwirksamen forschenden Unterricht. Forschendes Lernen in vielfältiger Umsetzung Im Zentrum dieser Ausgabe steht die Frage, wie forschendes Lernen im Physikunterricht so gestaltet werden kann, dass es sowohl motivierend als auch lernwirksam ist. Ein Schwerpunkt liegt auf der Verbindung mit Methoden formativen Assessments, um den Lernfortschritt kontinuierlich sichtbar und nutzbar zu machen. Die Ausgabe führt zunächst theoretisch in das Thema ein und gibt einen Überblick über Begriffe, Methoden sowie kostenlos verfügbare Materialien, bevor Sie eine große Auswahl an direkt einsetzbaren Unterrichtseinheiten und Methoden erhalten – differenziert nach Themengebieten wie Mechanik, Optik oder naturwissenschaftlichem Arbeiten.
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Bombenzyklon
Wichtige Inhalte der Physik an Alltagsphänomene zu knüpfen, motiviert Lernende und hilft, physikalisches Wissen und Kompetenzen langfristig zu verankern. Wetter und Klima sind dabei zwei Themen, die nicht nur alltägliche Erscheinungen, sondern auch hinsichtlich des anthropogen verursachten Klimawandels von wesentlicher gesellschaftlicher Relevanz sind. Ein wichtiger Baustein beim Verständnis von Wetter- bzw. Klimaerscheinungen ist der Druck, hier Luftdruck. Als motivierender Einstieg dient das Wetterphänomen des „Bombenzyklons“. Wie entsteht ein Bombenzyklon? Wie kommt es zu dem starken Druckabfall? Und was ist überhaupt Druck?
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Brennstoffzelle
Die Brennstoffzelle gilt als klimafreundliche Technologie. Sie hat das Potential, eine wichtige Rolle im Bereich Verkehr, Heizen und Stromversorgung einzunehmen. Doch wie funktionieren Brennstoffzellen? Wie wird Wasserstoff erzeugt und gespeichert? Und wie entsteht aus Wasserstoff elektrischer Strom? In dieser Einheit erlernen die Schülerinnen und Schüler die theoretischen Grundlagen des Baus der Brennstoffzelle. Darüber hinaus werden sie selbst aktiv beim Bau einer Brennstoffzelle und führen eigene Experimente durch.
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MINT Zirkel – Ausgabe 2, Mai 2025
Diese Sonderausgabe lädt zu einer spannenden Entdeckungsreise durch die Vielfalt der MINT-Welt ein. Sie verbindet historische, gesellschaftliche und naturwissenschaftliche Perspektiven – von der Mathematik und familiären Verbindungen über die Auseinandersetzung mit unserer Beziehung zur Natur bis hin zu kreativen Ideen für den Chemie- und Technikunterricht. Weitere Beiträge geben praktische Impulse zur Nutzung digitaler Medien und zeigen, wie forschendes Lernen Schülerinnen und Schüler für Zukunftsthemen begeistern kann.
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Elektromagnetisches Spektrum
Jenseits des Lichts – elektromagnetische Strahlung ist weit mehr als sichtbares Licht! Im Physikunterricht begegnen die Schüler:innen immer wieder einzelnen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums. Doch das große Ganze bleibt meist unsichtbar. Wie hängen Funkwellen und UV-Strahlung zusammen? Was hat Infrarotstrahlung mit dem Klima zu tun? Und warum sehen wir Farben so, wie wir sie sehen? Diese Ausgabe liefert didaktische und methodische Impulse, um das Spektrum als Ganzes verständlich zu machen – ohne den Bezug zur Lebenswelt der Schüler:innen zu verlieren. Ob beim Blick auf Satellitenbilder, bei der Beschäftigung mit der Strahlung von Handys oder in der Klimaphysik: Diese Ausgabe verbindet physikalische Grundlagen mit aktuellen Anwendungsbezügen. Sie erhalten Unterrichtskonzepte, Materialien und Experimente, mit denen Sie das ganze Spektrum elektromagnetischer Strahlung schülernah und differenzierend zugänglich machen können.
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Longitudinalwelle
Was eine Longitudinalwelle ist und was sie besonders macht, erfährst du hier.
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Transversalwelle
Was eine Transversalwelle ist und was sie besonders macht, erfährst du hier.
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MINT Zirkel – Ausgabe 1, März 2025
Diese Ausgabe führt durch ein breites Spektrum aktueller MINT-Themen. Von Atomforschung und Technikbewertung über neue Ansätze in der Gentechnik bis hin zu Fragen nach Chancengerechtigkeit im Mathematikunterricht. Sie bietet Einblicke in naturwissenschaftliche Phänomene, mathematische Dimensionen und die Rolle des Mondes für unser Leben. Darüber hinaus finden sich kreative Zugänge zu Evolution, Chemie und kritischem Denken im Unterricht sowie spannende Perspektiven aus Forschung, Wissenschaft und digitaler Bildung.
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Freier Fall
Wie lässt sich die Fallbeschleunigung möglichst präzise messen? Welche originellen und interessanten Experimente und Aufgabenstellungen gibt es zum freien Fall? Und welche didaktischen Konzepte helfen dabei, Lernenden ein tiefgehendes Verständnis von Fallbewegungen zu vermitteln? Die Analyse des freien Falls gehört zu den klassischen Themen der Mechanik. Dabei sind die experimentellen und methodischen Möglichkeiten variantenreicher, als man annimmt. Diese Ausgabe bietet Ihnen eine vielfältige Auswahl an bewährten und innovativen Unterrichtsansätzen. Ein besonderer Schwerpunkt dieser Ausgabe liegt auf der experimentellen Bestimmung der Erdbeschleunigung: Neben klassischen Messmethoden mit Fallrinnen und Lichtschranken werden alternative Verfahren vorgestellt, darunter unorthodoxe experimentelle Ansätze sowie der Einsatz von Smartphones als Messinstrumente. Darüber hinaus finden Sie Ideen, Fallbewegungen im Unterricht aus ungewohnten Perspektiven zu betrachten – etwa durch Experimente zur Mikrogravitation oder die physikalische Analyse von Stuntszenen. Variantenreiche Messmethoden: Klassische und alternative Verfahren zur Bestimmung der Fallbeschleunigung. Experimente mit digitalen Hilfsmitteln: Der Einsatz von Smartphones zur Analyse von Fallbewegungen. "Schwerelosigkeit" im Unterricht: Do-it-Yourself-Experimente zur Mikrogravitation. Fehler didaktisch nutzen und Fehler suchen: Ideen zum Productive-Failure-Ansatz und zur physikalischen Filmanalyse. Erweitern Sie Ihr methodisches Repertoire mit diesen Materialien und gestalten Sie Ihren Physikunterricht anschaulich sowie alltags- und forschungsnah.
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Fotovoltaik und Solarthermie
Der Begriff "Energiewende" ist zurzeit in aller Munde. Dabei geht es nicht nur darum, einer drohenden Energiekrise entgegenzuwirken, sondern auch, die Schülerinnen und Schüler für eine kritische Auseinandersetzung mit der Energiegewinnung aus konventionellen und regenerativen Energiequellen zu sensibilisieren. Nur exaktes Wissen über Fakten und Zusammenhänge kann es den Jugendlichen ermöglichen, kompetent zu argumentieren und sich entsprechend bei eigenen zukünftigen Entscheidungen zu orientieren.
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Lotus- und Salvinia-Effekt in Natur und Technik
Die Blätter der Lotusblume weisen eine besondere Oberfläche auf, die das Wasser tropfenweise abperlen lässt, selbst im strömenden Regen. Beim Salvinia-Effekt, benannt nach einer Pflanzenart aus der Gattung der Schwimmfarne, bildet sich auf der Oberfläche eines untergetauchten Farns ein dünner Luftfilm, der die Pflanze über einen längeren Zeitraum trocken hält. Den Lotus- und Salvinia-Effekt machen sich bestimmte Pflanzen zunutze, aber auch Tiere wie zum Beispiel Geckos. Was versteht man genau unter dem Lotus- und dem Salvinia-Effekt? Und wie lässt er sich in der Technik nutzen?
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Thermodynamische Maschinen
Die Energiewende ist nicht nur ein Thema für Politik und Gesellschaft – sie stellt auch Lehrkräfte vor die Herausforderung, komplexe physikalische Konzepte wie thermodynamische Maschinen verständlich zu erklären. Wie können Sie Schüler:innen für Wärmepumpen, Heißluftmotoren oder Absorptionskältemaschinen begeistern, ohne dass grundlegende fachliche Zusammenhänge auf der Strecke bleiben? Unsere aktuelle Ausgabe liefert Ihnen genau dafür die passenden Materialien – praxisnah, lernwirksam und fundiert. Sie finden hier u. a.: Fachdidaktische Expertise: Klare, verständliche Materialien zu den Grundlagen der Thermodynamik und zu thermodynamischen Maschinen. Vielfältige Unterrichtsmethoden: Von Experimenten über Entscheidungsbäume bis hin zu Zuordnungsspielen für unterschiedliche Darstellungsformen. Praxisorientierte Beispiele: sprachdifferenzierende Bauanleitungen für ein Dampfjetboot oder für Experimente mit Funktionsmodellen. Zeitersparnis bei der Vorbereitung: Fertige Materialien und Aufgaben insbesondere für die Sekundarstufe II, aber auch für die Mittelstufe. Damit ermöglichen Sie Ihren Lernenden nicht nur, physikalische Gesetzmäßigkeiten zu begreifen, sondern auch, deren Relevanz für die Energiewende zu verstehen. Erleben Sie, wie abstrakte Theorien zugänglich werden und wie Ihre Schüler:innen physikalische Zusammenhänge entdecken. Darüber hinaus finden Sie eine Methode, wie Sie das notwendige Üben von Fachinhalten mit einer bewegten Pause verbinden können, und Aufgaben zur kritischen Analyse eines Internet verbreiteten Vorschlags für die Raumheizung. Außerdem enthält die Ausgabe im Unterricht erprobte Experimente zu elektro- und magnetooptischen Effekten sowie zum Versuch von Arago.
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Physik des Radfahrens
In dieser Einheit begegnen ihren Lernenden intuitive und eingängliche Praxisbeispiele für Zentripetal-, Zentrifugal- und Reibungskräfte. Außerdem setzt Ihre Klasse mechanisch zentrale Begriffe wie Drehimpuls und Drehmoment in einen für das Radfahren relevanten Kontext.
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Savonius-Rotor zur Stromerzeugung
Der Savonius-Rotor kann einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten. Er funktioniert bei geringen Windgeschwindigkeiten. Der Savonius-Rotor ist unkompliziert aufgebaut und kann überall dort montiert werden, wo Luftströmungen entstehen. Die vorliegende Einheit ist ein Upcycling-Projekt. Die Lernenden erweitern ihr Wissen in den Bereichen CO2-Einsparung, Generatorprinzip, Reibung in Lagern, Stromerzeugung durch Energieumwandlung und trainieren ihre Fertigkeiten beim Bau eines Unterrichtsmodells.
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Astronomische Abbildungen
Astronomische Abbildungen
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Geradlinige Bewegungen
Kennen Sie die Aussagen ""Warum ist da jetzt ein Minus?"" oder ""Aber meine Formel stimmt doch!"" von Ihrer Klasse? Bei vielen Heranwachsenden herrscht ein regelrechtes Formel-Chaos im Kopf. Es wird wild geraten, stur auswendig gelernt und unflexibel angewendet. Doch nun ist endlich Schluss damit. In den Materialien lernen die Jugendlichen, wie und warum die Formeln der gleichförmigen Bewegung und konstant beschleunigten Bewegung zustande kommen und insbesondere auch welche Rolle das frei wählbare Bezugs- und Koordinatensystem dabei spielt. Durch das erworbene tiefere Verständnis gewinnen die Lernenden wieder Spaß an Physik.
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Videos
In einer Zeit, in der Videos fester Bestandteil der Lebenswelt von Heranwachsenden sind, stellt sich die Frage: Wie können Sie deren Mediennutzung gewinnbringend für den Physikunterricht einsetzen? Videos bieten nicht nur Unterhaltung, sondern können neue Zugänge zum Lernen und Verstehen eröffnen. Sie machen komplexe physikalische Zusammenhänge sichtbar, regen zum selbstständigen Experimentieren an und unterstützen die Erkenntnisgewinnung. Doch wie integrieren Sie Videos didaktisch sinnvoll in Ihren Unterricht? Diese Ausgabe gibt Ihnen wertvolle Antworten – und verknüpft Ihre Unterrichtsgestaltung mit den Mediennutzungsgewohnheiten von Kindern und Jugendlichen. Im Themenschwerpunkt dieser Ausgabe finden Sie vielfältige Impulse, wie Videos im Physikunterricht eingesetzt werden können. Von klassischen Erklärvideos bis hin zu interaktiven Hypervideos – Sie erfahren, wie verschiedene Formate den Lernprozess bereichern. Sie erfahren u. a., wie Sie Videos und Videoanalyse nutzen, um physikalische Zusammenhänge anschaulich und nachvollziehbar zu vermitteln, wie klassische, nicht-lineare und interaktive Videoformate eigenständiges Experimentieren fördern und zur aktiven Erkenntnisgewinnung beitragen, wie Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern Experimentiervideos erstellen und so den Unterricht abwechslungsreicher gestalten. Ganz nebenbei fördern die Medienkompetenz der Kinder und Jugendlichen. In dieser Ausgabe finden Sie zahlreiche Ideen und Materialien, die Ihnen helfen, den Physikunterricht noch spannender und lernwirksamer zu gestalten. Darüber hinaus bietet Ihnen diese Ausgabe ein exploratives Experiment zum Stromkreis und zur Leitfähigkeit, das sich auch gut in Vertretungsstunden nutzen lässt, eine Sammlung von Experimenten, mit denen Ihre Schüler:innen in der Oberstufe Einflussfaktoren auf die Leistung von Photovoltaikanlagen untersuchen können sowie Experimente zur Hydrodynamik und zum freien Fall.
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, Dezember 2024
Diese Ausgabe verbindet naturwissenschaftliche Faszination mit praxisnahen Unterrichtsideen. Sie führt von gescheiterten Innovationen und den Signalen der Schwerkraft bis zu neuen Erkenntnissen aus der Gentechnik und der Klimaforschung in der Arktis. Lehrkräfte finden Impulse, wie Berufsorientierung im Mathematikunterricht gelingen, Biodiversität erlebbar und forschendes Lernen spannend umgesetzt werden kann. Außerdem zeigt die Ausgabe, wie digitale Tools wie EduQuests für Abwechslung sorgen und warum Projekte wie der Bau eines Robotergreifarms oder „Mädchen machen Mathe“ Schülerinnen und Schüler nachhaltig motivieren.
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Der Luftwiderstand bei Velomobilen
Umweltfreundliche Verkehrsmittel, wie zum Beispiel das Fahrrad, sind der Schlüssel zu Klimaschutz und zu einer Erhöhung der Lebensqualität. Neben dem klassischen Fahrrad stellt auch das Velomobil eine Alternative für die persönliche Fortbewegung dar. Durch ihre stromlinienförmige Karosserie weisen sie einen wesentlich geringeren Luftwiderstand im Vergleich zu Fahrrädern und Liegerädern auf und können so die Antriebsenergie wesentlich effizienter in die Fortbewegung umsetzen. Die Lernenden erarbeiten anhand des Velomobils den Zusammenhang zwischen Luftwiderstand und dem Strömungswiderstandskoeffizienten (cw-Wert).
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Einführungsthemen für den Astronomieunterricht
Einführungsthemen für den Astronomieunterricht
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