Arbeitsblätter für Physik: Elektromagnetische Strahlung
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Die SuS lernen das Bohr'sche Atommodell kennen und beschäftigen sich mit dem Entdecker der Röntgenstrahlen, Wilhelm Conrad Röntgen. Darüber hinaus setzen sie sich mit dem Vorgang in der Röntgenröhre sowie mit den Gefahren dieser Methode auseinander. Fachliche und didaktisch-methodische Hinweise, ein Kreuzworträtsel sowie die Lösungen werden mitgeliefert.
Die SuS beschäftigen sich mit der Entstehung elektromagnetischer Wellen und deren Nutzen für die weltweiten Kommunikationssysteme. Unter anderem führen sie Experimente zur Verteilung der Feldstärken an einem Dipol durch und untersuchen die Amplitudenmodulation. Fachliche sowie didaktisch-methodische Hinweise, eine Materialübersicht und die Lösungen werden mitgeliefert.
Atomphysik ist nicht nur im Bereich der Energieversorgung und Waffenentwicklung ein zweischneidiges Schwert. Auch in der Medizin hat die Nutzung radioaktiver Stoffe sowohl zu neuen Belastungen als auch zu neuen Behandlungsmöglichkeiten geführt. Die Schüler mit der Auswirkung ionisierender Strahlung auf das menschliche Gewebe und sie lernen belastende Auswirkungen der modernen Medizin sowie ihre Vorzüge und neuen Behandlungsmethoden kennen. Dabei wenden sie ihr Wissen über Energiedosis, Halbwertszeit und Aktivität in einem spannenden und aktuellen Kontext an.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, radioaktive Strahlung nachzuweisen. Die Schüler vergleichen und bewerten verschiedene Messgeräte in dieser Einheit. Sie nähern sich zudem den typischen Wechselwirkungen von radioaktiver Strahlung mit Materie, also Compton-Effekt, Photoeffekt und Paarbildung. Damit eignet sich diese Einheit ideal für die Abiturvorbereitung und die Wiederholung der Grundlagen der Kernphysik.
Einigen SuS ist bekannt, dass es elektromagnetische Wellen gibt und Licht eine solche Welle ist. Sie lernen über diese Welle, wie man sie experimentell nachweist, und theoretisch begründet und wie man sich die Erzeugung und Ausbreitung von solchen Wellen vorzustellen hat. Das Material dient der Information der Lehrkraft.
Das Thema Radioaktivität ist zum einen von weitreichender gesellschaftspolitischer Bedeutung. Zum anderen zeichnet sie sich vor allem dadurch aus, dass ihre Phänomene mit unseren Sinnen nicht erfahrbar sind. Dies wirkt sich auch auf die Vorstellungen der Schüler in diesem Themenbereich aus.
Dieser Beitrag möchte einen Überblick über die heutigen Anwendungen der Röntgenstrahlen in der Medizin geben und mögliche Anknüpfungspunkte für den Physikunterricht aufzeigen. Die fachlichen Grundlagen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.
Wenn von ionisierender Strahlung und vor allem von Radioaktivität die Rede ist, dreht sich der öffentliche Diskurs in der Regel um die Energiegewinnung und deren Folgen oder gar die nuklearen Waffen. Allzu leicht wird dabei übersehen, dass mit ionisierender Strahlung auch ganz andere und vor allem sehr viel zahlreichere technische Möglichkeiten verbunden sind. Eine differenzierte Betrachtung des Themas darf dies nicht außer Acht lassen.
Die SuS führen in Gruppen selbstständig Versuche durch und werten diese aus, um Erkenntnisse zu Radioaktivität und Eigenschaften der Kernstrahlung zu gewinnen. Die didaktischen Erläuterungen unterstützen die Lehrkräfte bei der Planung und Durchführung des Unterrichts.
In der hier vorgestellten Unterrichtssequenz zum Thema „Grundlagen der biologischen Wirkung ionisierender Strahlung“ wird versucht, sowohl die Chancen aufzugreifen als auch die Risiken zu minimieren. Die SuS treten selbstständig in eine Auseinandersetzung mit Medienberichten des Themas Radioaktivität und werden dabei durch abgestimmte Informationen und Hilfestellungen unterstützt.
Die SuS führen selbstständig Versuche zum Laue-Diagramm, den Debye-Scherrer-Aufnahmen und dem Compton-Effekt durch. Die Hinweise zu Material, dem Versuchsaufbau, dem Ergebnis, der Deutung und der Auswertung unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.