Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke Seite 4/18
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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
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.
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.
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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.
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.
Verwandte Themen
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
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
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
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
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
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.
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
Anwendungen zum Hebelgesetz
Das Prinzip des Hebels spielt im Alltag eine wesentliche Rolle, ohne dass man sich dessen bewusst ist. In diesem Beitrag machen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Hebelgesetz und seinen vielfältigen Fragestellungen und Anwendungsmöglichkeiten vertraut. Die Lernenden beschäftigen sich dabei unter anderem mit Drehmomenten, Drehmomentscheiben, Wellrädern und historischen Waagen. Am Ende der Einheit haben die Jugendlichen anhand einer Lernerfolgskontrolle die Möglichkeit, ihr erworbenes Wissen zu testen.
Gesamtwerk
Elektrischer Schwingkreis
Warum schwingt ein System aus Kondensator und Spule? Und was genau schwingt da eigentlich hin und her? In diesem Beitrag lernen die Schülerinnen und Schüler den idealen LC-Schwingkreis kennen und untersuchen seine ungedämpfte, harmonische Schwingung. Dabei skizzieren sie Spannungs-, Strom- und Energieverläufe. Schritt für Schritt leiten die Jugendlichen anschließend die Differentialgleichung der Ladung her und lösen sie innerhalb eines Gruppenpuzzles.
Gesamtwerk
Treibhauseffekt in der Physik
Der Treibhauseffekt ist Grundlage unseres Lebens, stellt allerdings in Form der globalen Erwärmung auch eine Gefahr dar, die seit Jahren Bestandteil der politischen und öffentlichen Debatte ist. In diesem Unterrichtsmaterial sollen die Schülerinnen und Schüler zwischen natürlichem und anthropogenem Treibhauseffekt differenzieren und die grundlegende Physik dahinter verstehen. In zahlreichen Aufgabenstellungen werden praxisnahe Rechenbeispiele herangezogen, um den Lernenden ein umfangreiches Verständnis für dieses essenzielle Thema zu ermöglichen.
Gesamtwerk
100 m in 9,58 s
Die unterschiedlichen Arten von Bewegungen erfahren wir stetig in unserem Alltag. Vielfältige Materialien in diesem Beitrag ermöglichen es Ihnen, Ihrer Lerngruppe im Kontext und problemorientiert einen Zugang zu diesem wichtigen Thema in der Mechanik zu verschaffen. Das Thema Sport führt ebenso wie die Nutzung digitaler Medien zu einer hohen Motivation und Leistungsbereitschaft. Nutzen Sie das Potenzial dieses Beitrags auch zur individuellen Förderung Ihrer Schülerinnen und Schüler.
Gesamtwerk
Sensoren und Transistoren im Alltag
Sensoren und Transistoren finden in den verschiedensten elektronischen Geräten unseres Alltags Verwendung. So finden sich Sensoren beispielsweise in Rauchmeldern, Waschmaschinen und Smartphones ebenso wie in Autos und Flugzeugen. Auch moderne Industrieanlagen sind ohne Sensoren heute kaum mehr vorstellbar. Mit der fortschreitenden Digitalisierung wird moderne Sensorik zur Voraussetzung von Automatisierungsprozessen. Doch wie funktionieren Sensoren und wie werden sie eingesetzt? In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die physikalischen Grundlagen zu Sensoren und Transistoren. Mithilfe von Experimenten vertiefen und hinterfragen sie die Funktionsweise von technischen Alltagsgegenständen.
Gesamtwerk
Holographie
Gegenstände in drei Dimensionen abbilden? Die Holographie macht es möglich. Doch neben diesem Einsatzgebiet besitzt die Holographie noch weitere spannende Anwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise werden Hologramme genutzt, um Geldscheine fälschungssicher zu machen. Doch wie funktioniert eigentlich die Holographie? Wie ist sie entstanden? Und welche Besonderheiten gibt es? Antworten auf diese und weitere Fragen finden Ihre Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag.
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Dynamische Untersuchungen
Ob Menschen, Tiere, Autos oder Flugzeuge – Objekte jeglicher Art sind ständig in Bewegung. In diesem Beitrag tauchen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern in das trivial erscheinende Gebiet der Bewegung ein. Gleichförmig geradlinige Bewegungen werden anhand von Grundlagen, geschichtlichen Überlegungen und konkreten Beispielen aufgearbeitet. Dabei stehen den Jugendlichen am Ende der Einheit reichhaltige Aufgaben zur Verfügung, anhand derer sie das erworbene Wissen anwenden können.
Gesamtwerk
Grundlagen der Kreisbewegung
Egal ob bei Waschmaschinen, in Freizeitparks oder im Universum. Mit Kreisbewegungen lassen sich viele alltägliche Situationen beschreiben. Daher ist es für Ihre Schülerinnen und Schüler von großer Bedeutung, die wesentlichen Grundgrößen der Kreisbewegung zu kennen und berechnen zu können. Neben wichtigen theoretischen Grundlagen zu den Kreisbewegungen finden Sie in diesem Beitrag zudem einige alltagsbezogene Rechenaufgaben. Dadurch wird es den Lernenden ermöglicht, eine umfassende und realitätsnahe Vorstellung von Kreisbewegungen zu erhalten.
Gesamtwerk
Quantenphysik
Methodenwerkzeuge unterstützen nicht nur die fachliche und fachsprachliche Arbeit im Physikunterricht, sondern initiieren und fördern außerdem eine hohe Aktivität der Schülerinnen und Schüler. Dieser Beitrag gibt Ihnen für das Teilgebiet der Quantenphysik verschiedene Methodenwerkzeuge an die Hand, um sie auch unter dem Aspekt der individuellen Förderung unmittelbar in Ihrer Klasse einzusetzen. Sie bieten so durch die selbstständige Auseinandersetzung mit fachlichen Inhalten und die Kommunikation innerhalb der Lerngruppe vielfältige Möglichkeiten, Physik zu verstehen. Letzten Endes sichern auch diverse Wiederholungen und Übungsaufgaben den langfristigen Lernerfolg.
Gesamtwerk
Untersuchung von Röntgenspektren
Ist das Bohrsche Atommodell geeignet, um die charakteristischen Linien im Spektrum einer Röntgenröhre zu berechnen? Diese und weitere Fragen stellen sich im Physikunterricht der Oberstufe, nachdem man das Bohrsche Atommodell für das Wasserstoffatom behandelt hat. Mit den Materialien dieses Beitrags führen Sie die Lernenden Schritt für Schritt zum Moseley-Gesetz und zeigen ihnen, in welchem Rahmen dieses praktisch anwendbar ist und brauchbare Ergebnisse liefert. Dabei wiederholen Sie zunächst Grundlagen und lassen die Schülerinnen und Schüler Übungsaufgaben bearbeiten. Am Ende der Einheit steht eine Hausaufgabe zur Festigung des Erlernten bereit.
Gesamtwerk
Photovoltaik und ihre Anwendungen
Gerade in Zeiten der Klimaerwärmung liegt ein großer Fokus in Forschung und Entwicklung auf der Erzeugung von Energie aus „sauberen“ Ressourcen wie Windkraft und Sonnenlicht. Besonders die Erzeugung von elektrischer Energie aus Solar besitzt ein großes Potenzial. Ihre Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich Grundwissen zur Solarzelle. Sie erhalten einen Einblick in den Aufbau, den Wirkungsgrad und die physikalischen Grundlagen. Mithilfe experimenteller Anwendungen erlernen die Schülerinnen und Schüler wichtige Messwertprozesse.
Gesamtwerk
Spiegelbilder, Lichtbrechung und Co.
Licht und Schatten sind im alltäglichen Leben nicht wegzudenken. Sie begleiten uns, egal, ob wir in den Himmel sehen und den Mond betrachten, welcher mit der Zeit eine andere Gestalt einnimmt, oder beim Spazieren bei Sonnenschein. Doch wie entstehen Schatten eigentlich? Und welche Besonderheiten gibt es bei den verschiedenen Mondphasen? Mithilfe dieses Beitrags erlernen Ihre Schülerinnen und Schüler die Besonderheiten der Schattenentstehung, sie erhalten einen Überblick über die geometrische Optik und führen Versuche zu Mondphasen durch.
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