Unterrichtsmaterialien Physik: Ganze Werke
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Physik
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Kompetenzbereich Bewerten
Die Schule und auch der Physikunterricht soll junge Menschen dazu befähigen, eigenständige und fundierte Bewertungen zu treffen. Dem trägt der Kompetenzbereich Bewertung der Bildungsstandards Rechnung. Aber wie genau sieht "Bewerten" in der Physik aus? Welchen besonderen Beitrag liefert das Fach Physik zu einer "Bewertungskompetenz"? Dieses Themenheft gibt einen Überblick über den Facettenreichtum dieses Kompetenzbereichs: Bewertungen werden im Fach über Fragen der Physik, aber auch über die Fachgrenzen hinaus vorgenommen. Dabei geht es immer um Kontexte, in denen Sachwissen und Erkenntnismethoden der Physik eine Bedeutung haben. Die verschiedenen Unterrichtsbeispiele im Heft zeigen, wie Bewertungskompetenz im Physikunterricht konkret gefördert werden kann.
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MINT Zirkel - Ausgabe 02, März/April 2013
MINT Zirkel - Ausgabe 02, März/April 2013
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Elektrische Leitungsvorgänge
Vielen Phänomenen unserer natürlichen und technischen Umwelt liegen elektrische Leitungsvorgänge zugrunde. Es lohnt sich, im Physikunterricht neben metallischen Leitern auch andere Leitungsvorgänge näher zu betrachten: in Halbleitern, Flüssigkeiten oder Gasen. Die Beschäftigung mit unterschiedlichen Leitungsvorgängen bietet Ihren Schülerinnen und Schülern die Chance, Gemeinsamkeiten herauszuarbeiten und über die Modellierung der Eigenschaften kleinster Teilchen typische naturwissenschaftliche Arbeitsweisen kennenzulernen. Dieses Heft bietet nicht nur fachliche Hintergrundinformationen zu elektrischen Leitungsvorgängen, sondern stellt auch vielfältige Unterrichtskonzepte und Materialen bereit, u. a. Unterrichtseinheiten zu Modellen für die elektrische Leitung und für Stromkreise, Ideen für Schüler- und Demonstrationsexperimente, Vorschläge für Methoden-Werkzeuge, Unterrichtsideen mit wissenschaftshistorischen und fächerübergreifenden Schwerpunkten.
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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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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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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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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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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.
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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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Lorentzkraft
Die Lorentzkraft beschreibt die Wirkung von Magnetfeldern auf bewegte Elektronen. Sie wirkt senkrecht zu den Feldlinien des Magnets und zu der Richtung der Elektronen. Der Film zeigt, wie man mit der Dreifingerregel die Bewegungsrichtung der Elektronen feststellen kann und wo diese Kraft technische Anwendung findet
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Addition und Zerlegung von Kräften
Wenn Kräfte an verschiedenen Angriffspunkten auf einen Körper wirken, ist ihre Wirkung unterschiedlich. Der Film zeigt, wie man mittels des Parallelogramms der Kräfte die Resultierende aus zwei Einzelkomponenten, aber auch zwei Einzelkräfte aus der Resultierenden, einer Komponente oder einem Winkel bestimmt.
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Physik an Stationen Spezial Elektrizität
Physik an Stationen Spezial Elektrizität - Grundlagen der Elektrizität
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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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Weißes Licht
Sonnenlicht wirkt erst einmal weiß. Doch wenn es durch ein Prisma aufgebrochen wird, sehen wir die einzelnen Spektralfarben, aus denen es sich zusammensetzt. Der Film erklärt, welche das sind, benennt auch diejenigen, die wir nicht sehen können, und vollzieht nach, wie ein Regenbogen entsteht.
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