Unterrichtsmaterialien Mechanische Schwingungen und Wellen: Ganze Werke Seite 4/5
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Physik
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Gesamtwerk
Last Minute: Physik 7. Klasse
Praktische Arbeitsblätter für den Physikunterricht zu den Themen Optik, Akustik und Mechanik. Sie haben einen arbeitsreichen Tag hinter sich und müssen noch den Unterricht für die morgige Physikstunde vorbereiten? Die Kopiervorlagen in diesem Band unterstützen Sie bei der schnellen Vorbereitung Ihres Unterrichts mit den Themen Optik, Akustik und Mechanik. Jeder Einzelaspekt bietet eine Einführungsseite für alle Schüler. Dann geht es individuell weiter: Jedes Arbeitsblatt liegt dreifach differenziert vor, sodass Sie je nach Leistungsstand Ihrer Schüler gezielt zwischen den Niveaustufen einfach, mittel und schwer wählen können. Auch die Ergebnissicherung müssen Sie nicht extra planen: Alle Lösungen befinden sich zur Selbstkontrolle hinter dem Aufgabenteil.
Gesamtwerk
Informationsübertragung mit elektromagnetischen Wellen
Die Übertragung von Sprache, Musik und bewegten Bildern (Rundfunk, Fernsehen) ist für Ihre Schüler eine Selbstverständlichkeit, genauso wie WLAN oder GPS und das Telefonieren mit Smartphones. Betrachten Sie die Physik hinter diesen Technologien.
Gesamtwerk
Interaktive Whiteboards
In diesem Heft möchten wir Ihnen an erprobten Beispielen die Potenziale, aber auch die Grenzen des IWBs näher bringen und gleichzeitig Ideen für eine sachgerechte Nutzung liefern. Die Beiträge sind dabei nach den erforderlichen Kompetenzen im Umgang mit dem Interaktiven Whiteboard sortiert und richten sich vornehmlich an diejenigen, die am Anfang in der Arbeit mit diesem Medium stehen. Jeder Beitrag enthält neben Anregungen zum Einsatz des IWB im Physikunterricht auch eine Anleitung, wie Sie vergleichbare Beispiele selbst erstellen bzw. die vorliegenden an Ihren Unterricht anpassen können.
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Gesamtwerk
Licht
Licht ist der sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung und besteht aus winzigen Masseteilchen. Die sogenannten Photonen bewegen sich mit extrem hoher Geschwindigkeit fort und transportieren hohe Mengen an Energie. Wir können sie zwar nicht greifen, deren Auswirkungen aber spüren und beobachten. Ohne Licht hätte sich das Leben auf der Erde nicht entwickeln können. Licht ist Energie – durch das Chlorophyll der Pflanzenzellen oder durch Solaranlagen kann es in andere Energieformen umgewandelt werden. Heute wissen wir, was Lichtenergie ist, was sie bewirkt und wie sie sich nutzen lässt. In unserer heutigen Informationsgesellschaft ist Licht nicht mehr wegzudenken. Wir verwenden es neben der Beleuchtung auch als Informationsträger. Mithilfe von Glasfaserkabeln kann die vernetzte Welt von heute in Lichtgeschwindigkeit Daten austauschen und miteinander kommunizieren. Zusatzmaterial: 37 Arbeitsblätter in Schüler- und Lehrerfassung; 20 Testaufgaben; Ergänzendes Unterrichtsmaterial in Schüler und Lehrerfassung; 5 interaktive Arbeitsblätter.
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Wellenoptik
Schillernde Seifenblasen, bunte Schmetterlingsflügel, Filme in 3D – viele schöne Phänomene und interessante Technologien beruhen auf Prinzipien der Wellenoptik. Dieses Heft zeigt Ihnen, dass die Wellenoptik nicht nur reizvolle Schüler- und Demonstrationsversuche ermöglicht, sondern auch tiefe Einblicke in grundlegende Arbeitsweisen der Physik. Die Beiträge in diesem Heft stellen Ihnen Unterrichtsansätze zu unterschiedlichen Aspekten der Wellenoptik vor, u. a. Demonstrations- und Schülerversuche, Unterricht zur Systematik von Interferometern, Experimente zur Interferenz an dünnen Schichten, ein Unterrichtskonzept zum Thema Polarisation, einen Unterrichtsgang zur Funktionsweise von 3D-Kinos. Darüber hinaus finden Sie im Heft einen kompakten Überblick zu den fachlichen Grundlagen der Wellenoptik, eine Orientierung zu didaktischen Potenzialen von Unterricht zur Wellenoptik sowie Informationen über Interferenzphänomene in Natur und Technik.
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Optische Fasern - physikalische Grundlagen und Anwendungen
Der heutige Datenverkehr ist nur dank eines weltweiten Glasfasernetzes möglich, das ständig ausgebaut wird. Um die Bedeutung der Glasfaser - nicht nur für die heutige Nachrichtentechnik - geht es in diesem Beitrag.
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Experimentieren mit Smartphones und Tablets
Die meisten Jugendlichen besitzen heute ein Smartphone und haben wegen der zahlreichen integrierten Sensoren damit sozusagen ein "mobiles Labor" in der Hosentasche. Dieses Heft zeigt, wie sich mobile Geräte nicht nur etwa zum Dokumentieren von Experimenten und zum Präsentieren von Messergebnissen einsetzen lassen, sondern stellt Experimente zu unterschiedlichen Themenbereichen der Physik mit Smartphones und Tablets vor. Sie finden in dieser Ausgabe eine Vielzahl von Schüler- und Demonstrationsversuchen zu folgenden Themenbereichen: Akustik, Mechanik, Optik, Magnetismus, Radioaktivität. Alle Experimente sind in einheitlicher Form dargestellt und meist um Aufgaben und Tipps ergänzt, die den Unterrichtseinsatz unterstützen. Darüber hinaus erhalten Sie Hintergrundinformationen zu Potenzialen und Erfahrungen mit der Nutzung mobiler Medien im Unterricht sowie Hinweise auf geeignete Apps.
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Die Schnelle Stunde Physik
Abwechslung im Physikunterricht: Ganz einfach Sie kennen sicherlich das Problem: Sie müssen im Fach Physik eine Vertretungsstunde übernehmen und hatten keine Zeit, sich vorzubereiten. Oder vielleicht ist in Ihrer Unterrichtsplanung kurzfristig eine Lücke zu füllen. In solchen Fällen helfen Ihnen die Unterrichtsmaterialien Physik dieses Bandes weiter. Fertige Stunden für den Physikunterricht Mit diesem Band erhalten Sie 20 fertige Unterrichtsstunden für das Fach Physik, die allesamt spannend und originell sind, jedoch kaum Vorbereitungszeit benötigen. Tatsächlich genügt ein schnelles Durchlesen des Stundenverlaufs am Kopierer oder auf dem Weg zum Klassenraum und schon kann es losgehen. Übersichtlich gegliederte Arbeitsmaterialien Die fertigen Stunden Physik sind immer auf einzelne Unterrichtsstunden angelegt, können aber zum Teil auch auf Doppelstunden Physik erweitert werden. Sie erhalten außerdem noch hilfreiche Angaben zur benötigten Zeit, zur Klassenstufe sowie zu unterschiedlichen Varianten der Physikstunde.
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Röntgenstrahlung
Wie werden Röntgenstrahlen erzeugt? Neben einem geschichtlichen Abriss und der Entstehung von Röntgenstrahlung zeigt der Film den Röntgenstrahl in seinem vielfältigen Einsatz. Zusatzmaterial: Bilder, 23 Arbeitsblätter in Schüler- und Lehrerfassung (PDF); 20 Testaufgaben Multiple Choice (PDF); 5 interaktive Arbeitsblätter; 5 MasterTool-Folien; Begleitheft (PDF) (142 S.); Ergänzendes Material in Schüler- und Lehrerfassung (PDF) (4 S.); Lehrtexte (de, en, tr); 3 Farbfolien; Glossar (3 S.).
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Experimentieren gestalten
Experimente gehören in jeden guten Physikunterricht, und zwar sowohl Schüler- als auch Demonstrationsexperimente. Denn Experimente unterstützen nicht nur das Lernen von Fachinhalten, sie geben auch Einblicke in Arbeits- und Erkenntnismethoden der Physik. Dieses Heft zeigt, wie Sie Experimentiersituationen so (um-)gestalten können, dass sie den Schülerinnen und Schülern vielfältige und an ihre Fähigkeiten angepasste Lerngelegenheiten bieten. Sie finden in diesem Heft: Hintergrundinformationen zur Rolle von Experimenten in Unterricht und Wissenschaft, Anregungen zum Diagnostizieren von Experimentierkompetenz, Hinweise und Materialien für die Differenzierung in Experimentierphasen, Ideen für eine Öffnung von Schülerexperimenten in die Richtung forschenden Lernens, Denkanstöße und Unterrichtsvorschläge zum Umgang mit Messunsicherheiten und mit unsicherer Evidenz.
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Außerschulische Lernorte
Physik ist überall – nur sehen das die Schülerinnen und Schüler oft nicht. Um Kindern und Jugendlichen zu zeigen, dass jede Menge Physik in ihrem Alltag steckt, lohnt es sich, mit ihnen außerschulische Lernorte aufzusuchen. Diese Heft zeigt, welche Orte einen Besuch lohnen und was bei der Planung verschiedener Exkursionen zu bedenken ist. Das Heft stellt ein breites Spektrum außerschulischer Lernorte mit unterschiedlichen Lernmöglichkeiten vor, u. a. Schülerlabore, in denen die Lernenden selbstständig experimentieren können, Ausbildungswerkstätten des Handwerks, die Erfahrungen im technischen Bereich ermöglichen, historische Stätten, die zur Auseinandersetzung mit der Verantwortung von Wissenschaft anregen, Ziele für Ausflüge, Exkursionen und Unterrichtsgänge, außerschulische Experten als Quelle für authentische Informationen.
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MINT Zirkel - Ausgabe 02, März/April 2014
MINT Zirkel - Ausgabe 02, März/April 2014
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Physik III - kompetenzorientierte Aufgaben
Der vorliegende Band baut auf den bereits erschienenen Bänden "Physik I - 5.-7. Klasse" und "Physik II - 7./8. Klasse" auf. Er bietet kompetenzorientierte Unterrichtsmaterialien für den weiterführenden Physikunterricht in den Klassen 9 und 10. Alle in den Lehrplänen geforderten Kompetenzbereiche werden dabei abgedeckt: Beschreibung, Bewertung, Vergleich, Arbeit mit Diagrammen, Arbeit mit Sachtexten, Arbeit mit Modellen, Begründung, Berechnung physikalischer Größen sowie Erklärung von Erscheinungen in der Natur. Mit den Arbeitsblättern in drei Niveaustufen werden die wesentlichen Teilbereiche der Physik kompetenzorientiert erarbeitet. Lernzielkontrollen am Ende eines jeden Kapitels evaluieren das Gelernte. Ein Lösungsteil ermöglicht Ihnen die schnelle Kontrolle.
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Animationen & Simulationen
Physikalische Prozesse, Modelle und Theorien sind oft sehr abstrakt. Um sich ein "Bild" von den Dingen zu machen, bietet der Computer viele Möglichkeiten. Dieses Heft zeigt, wie Animationen und Simulationen Ihnen dabei helfen können, für Ihre Schülerinnen und Schüler Unsichtbares sichtbar zu machen und Abstraktes begreifbar. Das Heft stellt unterschiedlichste Software sowie Unterrichtsideen dazu vor. Die Einsatzmöglichkeiten der meist kostenlosen Computerprogramme umfassen das ganze Spektrum des Physikunterrichts wie: Auftrieb Schiefer Wurf Relativitätstheorie Quantentheorie Akustik Astronomie
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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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Fächerübergreifend unterrichten
Physik begegnet unseren Schülerinnen und Schülern im Alltag nie "pur", sondern in Kontexten, in denen auch andere Wissensgebiete und Perspektiven eine Rolle spielen. Will man Physikunterricht alltags- und kontextorientiert gestalten, kommt man um fächerübergreifende Ansätze kaum herum. Dieses Heft zeigt deren Vielfalt und besonderen Potenziale. Die Praxisbeispiele des Heftes machen deutlich, dass fächerübergreifende Ansätze nicht auf die Naturwissenschaften beschränkt sein müssen. Es finden sich Unterrichtskonzepte sowohl zu zu Physik & Chemie und zu Physik & Biologie als auch zu Physik & Kunst und zu Physik & Wirtschaft/Geschichte.
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Experimente mit Smartphones - grundlegende Mechanik
Smartphones können den Physikunterricht an vielen Stellen bereichern, z. B. bei der Durchführung von Internetrecherchen oder indem man sie als Mess- und Experimentiermittel verwendet. Der Beitrag zeigt, wie Sie moderne Mobiltelefone als kabellose Be-schleunigungssensoren im Mechanikunterricht der Sekundarstufe II einsetzen.
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Biophysik
Biophysik ist ein noch junges Fachgebiet an der Schnittstelle zwischen Physik, Chemie, Biologie und Medizin. Es ist in vielen Studiengängen ein Vertiefungsfach und wird erst seit einigen Jahren als eigenständiges Studienfach in Bachelor- und Masterstudiengängen angeboten. Dieses Buch entstand an der Goethe-Universität Frankfurt als Begleitbuch zum ersten grundständigen Biophysikstudiengang. Es führt in grundlegende Konzepte der Biophysik ein und beschreibt die wichtigsten experimentellen Methoden. Bei der Behandlung dieser Konzepte werden einige Grundlagen aus Physik, Chemie und Biologie vorausgesetzt, die üblicherweise in den ersten Semestern des Studiums vermittelt werden. Aus dem Inhalt: Eigenschaften, Struktur und Funktion biologischer Polymere; Eigenschaften biologischer Membranen; Transportprozesse über biologische Membranen; Grundlagen biologischer Energiewandlung; Spektroskopische Messmethoden; Rastersondentechniken und molekulares Kräftemessen; Strahlenbiophysik.
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Praktika in der Schule
Praktika sind ein guter Rahmen, in dem Ihre Schülerinnen und Schüler Arbeitsweisen der Physik erlernen und vertiefen sowie Fachwissen erwerben können. Und: Praktika sind vielfältig! Für verschiedene Unterrichtsziele existieren geeignete Praktikumsformen, von denen Ihnen dieses Heft eine breite Auswahl präsentiert. Die vorgestellten Praktika umfassen Varianten mit eher offenen und eher geschlossenen Aufgaben, mit festem oder flexiblem Zeitrahmen, mit unterschiedlichsten Experimentiermaterialien, mit enger oder loser Verbindung zu klassischen Themen des Physikunterrichts, Das Spektrum der Praktikumsformen reicht dabei vom klassischen "Physikpraktikum" bis zu in den Unterricht eingebetteten Praktikumsexperimenten.
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Kino in der 3. Dimension – polarisiertes Licht macht’s möglich!
Man hat das Gefühl, man sitzt mittendrin im Geschehen: Häuser, Autos und die Schauspieler scheinen zum Greifen nahe. 3-D-Filme revolutionieren das Kino. Der Film wird dank raffinierter Technologie zu einem vollkommenen Erlebnis. Mit der Neuentwicklung der 3-D-Technologie wird ein Milliardengeschäft erwartet.
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Schwingungen & Wellen
Schwingungen und Wellen gibt es in den verschiedensten Bereichen der Physik – in der Optik, der Akustik, dem Elektromagnetismus und der Quantenmechanik. Bringen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern dieses wichtige Konzept der Physik näher und legen Sie so die Grundlagen für ein tieferes Verständnis unterschiedlichster Phänomene.
Die Beiträge des Heftes stellen verschiedene Zugänge zu Wellenphänomenen vor, u. a.
mithilfe der Zeigerdarstellung und dynamischer Geometriesoftware,
Experimente mit Ultraschall,
über Analogien in unterschiedlichen Bereichen der Physik,
über die Herleitung aus bekannten Gesetzen.
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Experimente mit dem Gummiband – stehende Wellen untersuchen
Für viele Schüler ist der Ausdruck stehende Welle ein Widerspruch in sich. Bei Wellen denken sie an Bewegung und Ausbreitung. Wirft man einen Stein ins Wasser, so kann man beobachten, wie sich die Wellen kreisförmig fortpflanzen. Wieso können auch Wellen stehen? Lassen Sie dies Ihre Schüler in Experimenten mit dem Gummiband erforschen. Ein Arbeitsblatt zur Wellengleichung rundet den Beitrag ab.
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9 auf der Richterskala – Erdbeben untersuchen
„Ein Erdbeben der Stärke 9 auf der Richterskala ereignete sich 130 Kilometer östlich der japanischen Stadt Sendai.“ Einen Satz wie diesen haben Sie bestimmt
in den letzten Wochen in den Nachrichten gehört. Aber können Sie erklären, was eine Stärke von 9 auf der Richterskala bedeutet? Und woher weiß man eigentlich, wo das Erdbeben stattgefunden hat, wenn es doch weit auf dem Meer und unter der Erdoberfläche geschehen ist? Lassen Sie sich überraschen. Fragestellungen wie diese kann man nämlich mit recht einfachen Mitteln beantworten. Zeigen Sie Ihren Schülern, dass man bei der Lösung von Problemen aus anderen Fachgebieten (hier der Naturgeografie) auf die Mathematik und Physik nicht verzichten kann.
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Welle, Teilchen und Wahrscheinlichkeit – ein Quantenzirkel
Die Welt des Mikrokosmos ist geheimnisvoll. Die Gesetzmäßigkeiten, die wir aus unserer alltäglichen Erfahrung ableiten, verlieren hier ihre Gültigkeit und müssen durch die entsprechenden Gleichungen der Quantenphysik ersetzt werden. Dies birgt so manche Überraschung! In Zusammenhang mit Interferenzphänomenen wird Licht als Welle betrachtet. Aber diese Theorie hat ihre Grenzen. So lassen sich die Phänomene beim Fotoeffekt nur mit dem Teilchencharakter der Lichtquanten erklären. Verdeutlichen Sie den Lernenden dieses Dilemma. Führen Sie Ihre Schüler dann schrittweise an das anspruchsvolle Thema Quantenphysik heran. Bringen Sie Ihren Schülern den Begriff der Aufenthaltswahrscheinlichkeit so weit nahe, dass sie ihn beim Quantenfußball spielerisch auf die Position des Balls anwenden können.
Gesamtwerk
Physik verstehen
Das Werk bietet eine gebietsübergreifende Zusammenfassung der wichtigsten Grundlagen. Physikalische Prozesse und Phänomene werden allgemein verständlich dargestellt und anhand praktischer Beispiele aus dem Alltag erklärt. Der Schwerpunkt wird auf grundlegende Konzepte, Begriffe und Denkweisen gelegt, wobei weitgehend auf den mathematischen Formalismus verzichtet wird. Zahlreiche Grafiken unterstützen den Text. Den Studierenden der Medizin, naturwissenschaftlicher oder technischer Studienrichtungen werden die notwendigen Grundlagen des Faches vermittelt. Zur praktischen Erläuterung werden Zusammenhänge zwischen physikalischen Prozessen und Alltagsphänomenen aufgezeigt. Im Anhang finden sich eine Sammlung der verwendeten Abkürzungen, die sowohl in physikalischen Formeln als auch im fachlichen Sprachgebrauch ihre Anwendung finden, sowie ein ausführliches Register, anhand dessen das rasche Auffinden von Information erleichtert wird.
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