Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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Physik
Gymnasium
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Gesamtwerk
Strahlung, Spaltung, Zerfall
In dieser Einheit werden den Schülerinnen und Schülern zentrale Elemente der Kernphysik anhand von Übungsaufgaben vermittelt. Begleiten Sie Ihre Klasse auf dem Weg von den einfachen Grundlagen der Physik der Atomkerne hin zu weiterführenden Aspekten von Kernumwandlungen und radioaktiver Strahlung. Dabei kommen auch Problemstellungen wie die Anwendungen des Zerfallsgesetzes, einschließlich der damit verbundenen Thematik der Halbwertszeit ausführlich zum Tragen. Am Ende der Einheit steht eine umfangreiche Lernerfolgskontrolle zur Verfügung.
Gesamtwerk
Dynamische Prozesse
Dieses Unterrichtsmaterial bietet Ihren Schülerinnen und Schüler einen tiefen Einblick in die Vielfalt der Dynamik. In der umfangreichen Aufgabensammlung werden insbesondere Newtonsche Gesetze, Gewichtskraft, Kreisbewegungen und Reibung an alltagsnahen Beispielen behandelt. Am Ende der Einheit steht eine Lernerfolgskontrolle bereit, um die eingeübten Fähigkeiten zu überprüfen Durch zahlreiche ausführliche Lösungen wird es den Lernenden zudem ermöglicht, alle Rechenschritte zu verstehen und nachzuvollziehen.
Gesamtwerk
Beugung und Interferenz
In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler anhand von interaktiven Simulationen das Prinzip von Huygens kennen, identifizieren Beugung und Interferenz als Wellenphänomene und erklären Alltagsbeobachtungen und technische Geräte. Auf spielerische Art und Weise gehen sie unter anderem der Frage nach, warum man „um die Ecke“ hören, aber nicht sehen kann. Um das erlernte Wissen zu überprüfen, haben die Jugendlichen am Ende der Einheit die Möglichkeit, eine Lernerfolgskontrolle durchzuführen.
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Gesamtwerk
Halbleiterbauelemente
Im modernen Informationszeitalter kommt den Halbleitern eine wichtige Bedeutung zu. Egal ob in Smartphones, Tablets oder Monitoren, in all diesen Geräten findet man diese elektronischen Bauteile. Auch in Photovoltaikanlagen sind sie notwendig zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht. Um dieses breite Spektrum an Einsatzmöglichkeiten abzudecken, gibt es unzählige verschiedene Halbleiterbauelemente. Neben Dioden stellen auch Transistoren ein wichtiges Halbleiterbauelement dar.
Gesamtwerk
Geschwindigkeitsüberwachung mit Blitzern
Sie sind meist versteckt am Straßenrand und machen teure Fotos von Verkehrsteilnehmern, die mit ihrem Fahrzeug zu schnell unterwegs sind - die Blitzer. Die Geschwindigkeitsüberwachung auf geschwindigkeitsbegrenzten Straßen mit Blitzern ist weltweit verbreitet. Aber wie ist so ein Blitzer aufgebaut? Und wie wird die Geschwindigkeit gemessen? In dieser Einheit werden die geläufigsten Techniken zum Messen der Geschwindigkeit von Fahrzeugen vorgestellt und die entsprechenden physikalischen Grundlagen zu den Messtechniken erläutert.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Harmonische Schwingungen
In diesem Unterrichtsmaterial bringen Sie den Lernenden die theoretischen Grundlagen von harmonischen Schwingungen näher. Dabei werden vielfältige Erscheinungsformen und Beispiele vorgestellt und näher beleuchtet. Es schließt sich eine Fülle von Aufgaben zum Einüben des besprochenen Stoffes an. Am Ende der Einheit steht eine Klassenarbeit, wodurch das Erlernte überprüft werden kann. So können die Schülerinnen und Schüler dieses Material zum Selbststudium oder auch als Hilfe zur Vorbereitung für eine Klassenarbeit nutzen.
Gesamtwerk
Astronomische Entfernungsbestimmungen I
In diesem Unterrichtsmaterial werden Entfernungen innerhalb des Sonnensystems untersucht. Gehen Sie mit Ihrer Klasse auf Raumfahrt und vermitteln Sie ihr ein astronomisches Gefühl für die gigantischen Dimensionen des Universums. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die entscheidende Bedeutung des dritten Gesetzes von Kepler bei der Bestimmung der Entfernung zwischen den Planeten und üben anschließend das neue Wissen anhand einer Reihe von Beispielen ein. Eine Lernerfolgskontrolle rundet die Einheit ab.
Gesamtwerk
Grüner Wasserstoff
In diesem Unterrichtsmaterial setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit grünem Wasserstoff auseinander. Sie untersuchen dessen nachhaltige Produktion und nähern sich den Themen Speicherung und Transport. Schließlich erörtern sie, wie grüner Wasserstoff als Brenn- oder Kraftstoff eingesetzt werden kann. Diese Einheit bietet für die Lernenden einen physikalisch-chemischen Zugang zu zentralen Themen des Klimawandels.
Gesamtwerk
Wärmepumpe
Im März 2023 hat die Bundesregierung angekündigt, den Ausbau von Wärmepumpen massiv erhöhen zu wollen. Ab 2024 sollen pro Jahr mindestens 500.000 neue Wärmepumpen installiert werden, sodass bis zum Jahr 2030 mindestens sechs Millionen Wärmepumpen in Betrieb sind. Doch nach welchem physikalischen Prinzip funktioniert eine Wärmepumpe? Und welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad?
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.
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.
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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