Arbeitsblätter für Physik: Nebelkammer
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Abituraufgaben 2009 Baden-Württemberg, Klausur II, Schwerpunktthema: Magnetismus. Mit Musterlösungen zu allen Aufgabenteilen.
Eine Nebelkammer ist meist mit einem übersättigten Luft-Alkohol-Gemisch gefüllt. Wenn ein energiereiches, geladenes Teilchen das Gas durchquert, erzeugt es durch Stoßionisation zahlreiche Ionen, die einzeln als Kondensationskerne für die Bildung feinster Tröpfchen verantwortlich sind. In ihrer Gesamtheit bilden sie eine sichtbare Spur, einen Kondensstreifen.
Das Thema Radioaktivität stellt für den Physikunterricht eine besondere Herausforderung dar: Kein anderes Thema wird so kontrovers diskutiert und ist in solchem Maße von Emotionalität und Irrationalität begleitet wie die Radioaktivität. Dies hat vor allem dreierlei Gründe: die mangelnde Erfahrbarkeit von Radioaktivität, ihre gesellschaftliche Bedeutung und ihre fachliche Komplexität. Was ist damit gemeint?
Die SuS lesen Informationstexte zu verschiedenen Nachweisgeräten für Kernstrahlung (Elektroskop, Expansionsnebelkammer, Ionisationskammer, Geige-Müller-Zählrohr). Anschließend vergleichen sie den Vorgang der Nebelbildung in der Expansionsnebelkammer mit der Entstehung von Nebel in der Natur. Zusätzlich beschreiben die Lernenden den Vorgang der Stoßionisation in einem Geige-Müller-Zählrohr.
Die SuS folgen dem Lehrer, der ein Experiment zur Bestimmung der Reichweite von Alpha-Strahlung mithilfe einer Expansionskammer durchführt, indem sie Leitfragen beantworten. Weiterführende Aufgaben dienen der Vertiefung und Differenzierung im Unterricht.
Modellexperimente zur Entstehung von Wind und Wolken - Drei Versuche zur atmosphärische Zirkulation
Das CosMO-Experiment und weitere Experimente zur Erkundung der Astroteilchenphysik stehen Schulen bundesweit an verschiedenen Standorten von Netzwerk Teilchenwelt, z.B. bei DESY in Zeuthen 1), zur Verfügung. Die Experimente können von Lehrkräften nach vorangegangener Fortbildung ausgeliehen werden. Passend dazu wurde das Unterrichtsmaterial [1] entwickelt. Ein Beispiel für eine entsprechende Projektwoche ist in Kasten 1 beschrieben.
Die SuS gewinnen durch Dateninterpretation und Gerätebau Erkenntnisse über Radioaktivität, Messverfahren und die Wissenschaftsgeschichte im Sinne der Nature of Science. Die didaktischen Erläuterungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung und Durchführung des Unterrichts.
Das Material beinhaltet eine Folie, die die verschiedenen Kernstrahlungsdetektoren zeigt: Expansionsnebelkammer, Geiger-Müller-Zählrohr, Szintillationsdetektor, Halbleiterdetektor. Anhand der Folie analysieren die SuS die Funktionsweisen der verschiedenen Detektoren.
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.