Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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Physik
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RAABE
Gesamtwerk
Stromherstellung mit Balkonkraftwerken
„Balkonkraftwerke“ sind in der letzten Zeit aufgrund steigender Strompreise und drohender „Blackouts“ ein großes Thema geworden. Können wir mit unserem eigenen „Solar-Kraftwerk” die Energiewende so einen kleinen Schritt weiterbringen? Für welche Geräte eines Haushaltes reicht die Leistung solcher Minikraftwerke? Wie viel Strom erzeugen die Solarpanels? Und welche Faktoren beeinflussen die Stromerzeugung?
Gesamtwerk
Kraft und Bewegung
Nicht alles, was wir im Alltag als Kraft bezeichnen, ist auch im physikalischen Sinne eine Kraft. Kräfte sind Ursache für Bewegungsänderungen und Verformungen. Wenn ein Ball geworfen oder gefangen wird, ist eine physikalische Kraft im Spiel. Der Ball kommt in Bewegung oder er wird abgebremst. In dieser Einheit erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die physikalischen Grundlagen und nutzen ihr Wissen, um lebensnah in Versuchen die Welt der Kräfte zu erforschen.
Gesamtwerk
Das physikalische Pendel
Ob in Pendeluhren, beim Schaukeln oder im Freizeitpark – Pendelbewegungen tauchen in vielfältiger Weise im Alltag auf. In diesem Unterrichtsmaterial lernen Ihre Schülerinnen und Schüler, wie das Trägheitsmoment von starren Körpern berechnet wird und wie man darauf aufbauend reale Pendelbewegungen beschreiben kann. Dabei werden die Lernenden zunächst anhand von kleinen Versuchen an diesen elementaren physikalischen Begriff herangeführt und berechnen im weiteren Verlauf, unter Einbezug des Satzes von Steiner, das Trägheitsmoment.
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Gesamtwerk
Elektrisches Feld
In diesem Unterrichtsmaterial werden die Schülerinnen und Schüler an die Problematik des elektrischen Feldes herangeführt, indem sie die im täglichen Leben auftretenden Anziehungskräfte und bekannte natürliche Erscheinungen wie Gewitter mit Blitzen untersuchen. Die Lernenden beschäftigen sich dabei mit den unterschiedlichen Eigenschaften des radialsymmetrischen und des homogenen Feldes. Das führt auch zu praktischen physikalischen Anwendungen wie der Bestimmung der Elementarladung, der Funktionsweise der Braunschen Röhre und den Gesetzmäßigkeiten im Kondensator sowie in seinen Schaltungen. Schöpfen Sie aus einer reichhaltigen Aufgabensammlung, um das elektrische Gefühl bei Ihren Schülerinnen und Schülern zu stärken.
Gesamtwerk
Anwendungen der Gravitation
Mit dieser reichhaltigen Aufgabensammlung erhalten die Schülerinnen und Schüler einen tiefschürfenden Einblick in die weitreichende Wirkung der Gravitation. Durch Anwendung grundlegender Gesetzmäßigkeiten und physikalischer Grundprinzipien lösen die Lernenden entsprechende Fragestellungen. Darüber hinaus erklären die Jugendlichen den Einfluss der Gravitation durch bekannte physikalische Modelle und Theorien anhand von Übungsaufgaben.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Bewegung geladener Teilchen
In diesem Unterrichtsmaterial untersuchen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern das Verhalten von geladenen Teilchen in elektrischen und homogenen Magnetfeldern. Diese Thematik ist für viele physikalische und chemische Anwendungen in Technik und Industrie von enormer Bedeutung. So verwendet man Teilchenbeschleuniger nicht nur zur Erforschung der Grundbausteine des Universums, sondern auch im Gesundheitswesen oder in der Energie- und Umwelttechnik. Führen Sie die Lernenden zunächst durch einige Theoriekapitel, um ein Grundverständnis für elektrische und magnetische Felder zu bekommen. Anschließend haben Ihre Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ihr Wissen anhand einer Reihe von Beispielaufgaben einzuüben und in einer Lernerfolgskontrolle zu testen.
Gesamtwerk
Quantenphysik am Doppelspalt
Doppelspaltversuche offenbaren Phänomene der Quantenphysik besonders deutlich, wenn die Strahlungsquelle so weit ausgedünnt wird, dass nur noch einzelne Teilchen nacheinander das Beugungsobjekt treffen. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler Doppelspaltversuche kennen, die mit einzelnen Photonen, Elektronen und Neutronen durchgeführt wurden, wobei sich der Wahrscheinlichkeitsbegriff als grundlegend bedeutend für die Interpretation der Ergebnisse erweisen wird.
Gesamtwerk
Grundlagen der Wärmelehre
In diesem Unterrichtsmaterial werden grundlegende Inhalte zur Wärmelehre vermittelt. Gehen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern der spannenden Frage nach, was Wärme eigentlich ist, und was physikalisch dahintersteckt. Mehrere Gruppenpuzzles und Schülerexperimente führen in didaktisch wertvoller Weise in das Thema ein und binden die Jugendlichen sinnvoll in den Lernprozess ein. Dabei wird sowohl auf die verschiedenen Temperaturskalen als auch auf Ausdehnung bei Temperaturerhöhung, Änderung der thermischen Energie und weitere Effekte der Wärmelehre eingegangen.
Gesamtwerk
Dynamische Untersuchungen II
In diesem Unterrichtsmaterial werden sowohl ungleichförmige geradlinige als auch gleichmäßig beschleunigte Bewegungen untersucht. Tragen Sie zur Bewegungsfähigkeit Ihrer Schülerinnen und Schüler bei und tauchen Sie mit ihnen in die Welt der Bewegungsgleichungen und Bewegungsfunktionen ein. Durch eine große Vielfalt an Übungsaufgaben haben die Jugendlichen am Ende der Einheit die Möglichkeit, die erlernten Fähigkeiten anhand eindrücklicher Anwendungsbeispiele zu trainieren.
Gesamtwerk
Kernspaltung im historischen Kontext
Dieses Unterrichtsmaterial bietet Ihnen die Möglichkeit, Inhalte der Kernphysik mit Ihren Schülerinnen und Schülern kontextorientiert zu wiederholen und zu erarbeiten. Eine Anknüpfung an die Entdeckungsgeschichte der Kernspaltung macht das Thema für die Lernenden besonders griffig und interessant, da sie die Überlegungen und Rechnungen der Wissenschaftler in vielfältiger Weise kennenlernen und durch eigene Berechnungen nachempfinden können. Die Einheit bezieht sich an einigen Stellen auf einen Film, der die historische Entwicklung dieser Thematik behandelt. Außerdem stehen Übungsaufgaben bereit, anhand derer die Jugendlichen das erworbene Wissen anwenden können.
Gesamtwerk
Energie und ihre Eigenschaften
Energie begleitet uns durch unseren Alltag, auch wenn wir das oft gar nicht bewusst wahrnehmen. Aus diesem Grund wird in dieser Unterrichtseinheit das Thema Energie den Schülerinnen und Schülern nähergebracht. Dabei wird der Begriff „Energie“ erklärt und zu den Begriffen Kraft, Arbeit und Leistung abgegrenzt. Die Lernenden werden in der Unterrichtseinheit durch eigene Versuche und Alltagsbeispiele, die sie auf sich selbst beziehen können, dazu motiviert, sich mit den Begriffen „Energie“ und „Energieformen“ auseinanderzusetzen.
Gesamtwerk
Kontextbasierte Aufgaben zum Thema Elektrische Geräte im Haushalt""
Im Haushalt werden viele elektrische Geräte verwendet, die einen guten Kontext für physikalische Themen aus dem Bereich der Elektrodynamik darstellen. Diese Einheit bietet Ihren Schülerinnen und Schülern kontextbasierte Aufgaben rund um das Thema „Elektrische Geräte im Haushalt“, die sich sowohl als Erarbeitungs- als auch als Prüfungsaufgaben eignen.
Gesamtwerk
"Radium Girls"
Die Geschichte der „Radium Girls“ dient als roter Faden, um anhand der biologischen Wirkung von radioaktiver Strahlung deren Eigenschaften zu erarbeiten. Diese jungen Frauen bemalten von Beginn des 1. Weltkriegs an bis in die späten 1920er-Jahre hinein zu Tausenden in den Fabriken die Zifferblätter und Zeiger der selbstleuchtenden Uhren. Ihre Maltechnik, die ihnen in der Fabrik gezeigt worden war, zerstörte ihre Gesundheit und ihr Leben. Diese Einheit wirft neben den physikalischen Fakten auch die Frage nach der gesellschaftlichen Verantwortung im Umgang mit Radioaktivität auf.
Gesamtwerk
Waagerechter, senkrechter und schräger Wurf
Ob beim Kugelstoßen, beim Fußball oder beim freien Fall – Würfe spielen in vielen alltäglichen Bewegungsabläufen eine zentrale Rolle. In diesem Unterrichtsmaterial untersuchen die Schülerinnen und Schüler die physikalischen Aspekte eines Wurfes sowie die Unterschiede zwischen dem waagerechten, senkrechten und schiefen Wurf anhand verschiedener alltagsbezogener Problemstellungen. Nach den reichhaltigen Übungsaufgaben stehen den Jugendlichen am Ende der Einheit ausführliche Lösungen mit einzelnen Erklärungsschritten zur Verfügung, wodurch auch anspruchsvolle Aufgaben detailliert verstanden und nachgerechnet werden können.
Gesamtwerk
Strom, Spannung, Widerstand
In diesem Unterrichtsmaterial lernen Ihre Schülerinnen und Schüler, wie man Ströme, Spannungen und Widerstände messen kann, wie ein Lautstärkeregler funktioniert und wozu man eine so genannte Brückenschaltung verwenden kann. Den Jugendlichen wird außerdem erläutert, warum manche Materialien den Strom gut leiten und andere nicht bzw. schlecht und was diese Tatsache mit Widerständen zu tun hat. Schließlich zeigen Sie den Lernenden anhand entsprechender Anleitungen, wie man selbst mit einfachen Mitteln einen Widerstand bauen kann.
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