Unterrichtsmaterialien Wellen und Wellenphänomene: Ganze Werke Seite 2/2
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Physik
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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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Röntgenstrahlung
Die Beschäftigung mit Röntgenstrahlung bietet große Potenziale für das Lernen von Physik in unterschiedlichsten Bereichen. Ihre Schülerinnen und Schüler können etwas über ionisierende Strahlung lernen, aber auch über Atomphysik, über Wellenoptik und über physikalische Analysemethoden. Das Themenheft bietet neben Fachinformationen u. a. zu den physikalischen Grundlagen und zur medizinischen Anwendung von Röntgenstrahlung vor allem Unterrichtsanregungen zu verschiedenen Themen: zur Untersuchung von Atomen mithilfe der Röntgenspektralanalyse, zu Photonen als Quantenobjekten, zur Bragg'schen Gleichung, zur Beschäftigung mit Absorptionsspektren.
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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.
Verwandte Themen
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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.
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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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Farbe
Meist wird das Thema Farbe als Randgebiet der Optik oder der Elektrodynamik behandelt, wenn es um Farbzerlegung von Licht oder um das elektromagnetische Spektrum geht. Dabei wird unterschätzt, welches Potenzial das Thema für einen schülerorientierten Unterricht hat. Denn durch die Behandlung von Farbphänomenen werden nicht nur die Beobachtungs-, Beschreibungs- und Experimentierkompetenz gefördert – weil die physikalischen und die wahrnehmungspsychologischen Aspekte des Themas Farbe untrennbar miteinander verbunden sind, können Schülerinnen und Schüler hier auch einen Bezug zur eigenen Erlebniswelt herstellen.
Dieses Heft möchte dazu anregen, Farbe als übergreifendes naturwissenschaftliches, technisches und wahrnehmungspsychologisches Phänomen in den Physikunterricht zu holen.
Aus dem Inhalt:
Aus Weiß wird BuntSonnenlicht auf dem Weg zum Auge
Auf den Spuren NewtonsExperimente zur Farbzerlegung und Farbmischung mit Prismen
FarberlebnisseEine fächerverbindende Unterrichtseinheit zwischen Physik und Kunst in der Sek. 1
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Erzeugung und Ausbreitung des Schalls
Ein wesentliches Konzept des Beitrags ist es, dass die Schülerinnen und Schüler im Experiment selbstständig naturwissenschaftliche Zusammenhänge ergründen.
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Warum sind Schmetterlinge bunt? – Interferenz an einem Beispiel aus der Natur
Ziel des vorliegenden Beitrags ist ein erstes Kennenlernen des Phänomens der Schillerfarben, ein Phänomen, das die meisten Schülerinnen und Schüler schon unbewusst beobachtet haben dürften. Es wird weniger die zugehörige mathematische Theorie behandelt; vielmehr soll – z. T. spielerisch – das Interesse der Lernenden geweckt werden.
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