Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 2/2
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Schaltungen und Schalter
Strom fließt in einem Stromkreis. Um diesen zu unterbrechen, gibt es Schalter. Der Film erklärt die Funktionsweise der verschiedenen Schalter wie Taster, Ausschalter und Sensorschalter. Es wird an Beispielen zum Und- und Oder-Schalter gezeigt, dass ein Stromkreis auch mehrfach unterbrochen werden kann.
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Mondphasen
Der Mond strahlt nicht selbst, sondern reflektiert nur das Licht der Sonne. So sind auch die Mondphasen von ihr abhängig. Der Film zeigt, wie sich der Mond in unserer Wahrnehmung verändert, je nachdem, in welchem Winkel er zur Sonne steht. Bei einem Winkel von Null Grad ist Neumond, von 180 Grad Vollmond.
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Higgs-Teilchen
Im Standardmodell der Elementarteilchenphysik fehlt den Teilchen die Masse. Ohne Masse wären sie jedoch mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs und könnten sich nicht zu Atomkernen verbinden. Der Physiker Higgs entdeckte Teilchen, Feld und Mechanismus, die eine Trägheit schaffen, die der Masse entspricht.
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Transformator
In der Elektrotechnik wird der Transformator (Trafo) häufig verwendet. Es handelt sich um einen Umspanner, der aus einer geringen Primärspannung leicht eine ungleich höhere oder niedrigere Sekundärspannung machen kann. Wie das funktioniert und was die elektromagnetische Induktion ist, erklärt der Film.
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Thermische Ausdehnung
Bei Hitze dehnen die meisten Stoffe sich mehr oder minder stark aus. Der Film zeigt, wie diese Ausdehnung zustande kommt, und benennt den Raumausdehnungskoeffizienten für Flüssigkeiten und den Längenausdehnungskoeffizienten für Feststoffe. Die Dichteanomalie von Wasser wird betrachtet.
Verwandte Themen
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Hebel und Hebelgesetze
Hebel sind einfache Maschinen, genauer gesagt, mechanische Kraftwandler, die die eingesetzte Kraft vergrößern. Der Film erklärt das Hebelgesetz und zeigt die verschiedenen Formen von Hebeln auf. Es werden Beispiele für verschiedene Hebelwerkzeuge gegeben, etwa Scheren, Pinzetten, Schubkarren und Nussknacker.
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Lichtbrechung und Totalreflexion
Das Licht ist in einem Vakuum und in der Luft mit sehr hoher Geschwindigkeit unterwegs. Trifft es auf einen dichteren Stoff, wird die Geschwindigkeit gedrosselt. Der Film erklärt den Brechungsindex, warum Lichtstrahlen etwa im Wasser abgelenkt werden und ab welchem Winkel eine Totalreflexion eintritt.
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Gekrümmte Spiegel
Wenn bei gekrümmten Spiegeln die Wölbung konvex ist, verzerrt sie das Spiegelbild. Ist sie konkav, trifft das auch zu, nur steht das Bild hier auch noch auf dem Kopf. Warum das so ist und wie die Reflexionsgesetze das erklären, vermittelt der Film. Auch werden Einsatzmöglichkeiten für den Alltag gezeigt.
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Reflexion am Spiegel
Wenn eine Oberfläche das Licht spiegelt, muss sie sehr glatt sein. Eine regelmäßige Reflexion ist bei bearbeitetem Glas und Metall gegeben. Der Film erklärt das Reflexionsgesetz, das Zustandekommen von Täuschungen durch Teilreflexion und dass das Spiegelbild durch die Wahrnehmung erzeugt wird.
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Drehmoment und Hebel
Das Hebelgesetz hat schon Archimedes formuliert. Der Film zeigt, wie es seitdem ergänzt wurde und wie es direkt zum Gesetz des Drehmoments führt. Das Gesetz wird erläutert und in seinen praktischen Anwendungen gezeigt, etwa beim Wellrad, das bei Schiffsrudern und sogar mehrfach bei Fahrrädern eingesetzt wird.
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Rollen und Flaschenzüge
Wer beim Heben schwerer Lasten das Seil über eine Rolle laufen lässt, hat keinen Reibungsverlust auszugleichen. Im Film wird erklärt, dass man mit dem Hinzufügen einer zweiten Rolle nur noch die Hälfte der Kraft aufwenden muss. Mehrere Rollen in passender Anordnung bilden einen praktischen Flaschenzug.
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Dichte - was ist das?
Empfinden wir etwas als schwer, liegt das an der hohen Masse des Gegenstands bei seinem vergleichsweise geringen Volumen. Die Dichte eines Gegenstands ist das Verhältnis seiner Masse zu seinem Volumen. Der Film zeigt anhand einiger Beispiele die verschiedene Masse von Stoffen bei gleichem Volumen.
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