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Sonstige

Stationenzirkel zur... Stationenzirkel zur elektromagnetischen Induktion

Man kann die Funktionsweise von Generator und Elektromotor nur verstehen, wenn...

Man kann die Funktionsweise von Generator und Elektromotor nur verstehen, wenn die Grundbegriffe der Elektrizitätslehre sitzen. Daher wiederholen die Lernenden hier die Begriffe elektrische Ladung , Spannung , Strom , Leistung , Widerstand , Magnetfeld und die Rechte-Daumen-Regel – alles im Rahmen eines motivierenden Stationenzirkels.

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Identifizierung von Alpha- und... Identifizierung von Alpha- und Betastrahlung

Durch die Lorentzkraft und die Ausnutzung geschickter geometrischer Anordnungen...

Durch die Lorentzkraft und die Ausnutzung geschickter geometrischer Anordnungen kann man die Geschwindigkeit von Alpha- und Betastrahlung messen und sie von der ungeladenen Gammastrahlung unterscheiden. In diesem Beitrag untersuchen Ihre Schüler dieses Konzept. Das Material erläutert die Grundlage für Geschwindigkeitsfilter und führt Ihren Schülern gleichzeitig die Bedeutung...

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Elastischer Stoß Elastischer Stoß

In diesem Beitrag vertiefen Ihre Schüler ihre geometrischen Kenntnisse. Es werden...

In diesem Beitrag vertiefen Ihre Schüler ihre geometrischen Kenntnisse. Es werden die Streuwinkel beim elastischen Stoß untersucht und damit die Kompetenzen in Energieerhaltung und Impulserhaltung angewandt und vertieft.

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Albert Einstein und seine... Albert Einstein und seine revolutionären Erkenntnisse

Dieser Beitrag für den physikalischen Unterricht bietet Ihnen die Gelegenheit,...

Dieser Beitrag für den physikalischen Unterricht bietet Ihnen die Gelegenheit, Ihren Schülern das Leben des Albert Einstein und seine revolutionären Erkenntnisse anschaulich und verständlich näherzubringen. Neben seiner Biografie geht es unter anderem um: die Quantisierung des Lichts und der fotoelektrische Effekt, die spezielle Relativitätstheorie, Äquivalenz von Masse und...

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Radioaktive Strahlung Radioaktive Strahlung

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, radioaktive Strahlung nachzuweisen. Die...

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, radioaktive Strahlung nachzuweisen. Die Schüler vergleichen und bewerten verschiedene Messgeräte in dieser Einheit. Sie nähern sich zudem den typischen Wechselwirkungen von radioaktiver Strahlung mit Materie, also Compton-Effekt, Photoeffekt und Paarbildung. Damit eignet sich diese Einheit ideal für die Abiturvorbereitung und die...

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Zusammenstoß zweier Hobbyrakten Zusammenstoß zweier Hobbyrakten

Der schiefe Wurf ist der allgemeine Fall von Wurfbewegungen und für Schüler alles...

Der schiefe Wurf ist der allgemeine Fall von Wurfbewegungen und für Schüler alles andere als einfach. In diesem Beitrag werden sie noch einmal durch die Zerlegung und Aufstellung der Wurfparabel geführt. Die Schüler üben und vertiefen diese Kenntnisse, indem sie versuchen heraus zu finden, ob zwei Raketen miteinander kollidieren werden. Dafür stellen sie Bahngleichungen auf...

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Der große und der kleine Zeiger... Der große und der kleine Zeiger einer Uhr

Die Physik lehrt uns, Dinge zu hinterfragen, die selbstverständlich erscheinen....

Die Physik lehrt uns, Dinge zu hinterfragen, die selbstverständlich erscheinen. Wie lange braucht die Erde, um sich einmal um die Sonne zu drehen? Die Beantwortung dieser Frage ist nicht ganz so simpel, wie es zunächst scheint. In diesem Beitrag lernen Ihre Schüler ein grundlegendes Problem der Astronomie kennen und erarbeiten sich den Unterschied zwischen siderischen und...

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Schwarzes Loch Schwarzes Loch

Schwarze Löcher faszinieren seit jeher. In diesem Beitrag wiederholen, üben und...

Schwarze Löcher faszinieren seit jeher. In diesem Beitrag wiederholen, üben und festigen Ihre Schüler die Grundlagen der Physik hinter schwarzen Löchern und berechnen den Schwarzschildradius der Erde.

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Aristoteles auf dem Prüfstand Aristoteles auf dem Prüfstand

Die alten Griechen hatten bestimmt nicht immer Recht... In diesem Beitrag werden...

Die alten Griechen hatten bestimmt nicht immer Recht... In diesem Beitrag werden Ihre Schüler zu Experten in Sachen freier Fall und beschleunigte Bewegung. Sie setzen sich mit einem Text von Aristoteles auseinander, erarbeiten seine Vorstellungen zum freien Fall und setzen sich kritisch mit diesen auseinander. Dadurch festigen sie ihr eigenes Wissen zum freien Fall und...

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Natürliche radioaktive Strahlung... Natürliche radioaktive Strahlung in Boden und Luft

Radioaktive Strahlung ist in der Umwelt überall anzutreffen - kein Mensch kann...

Radioaktive Strahlung ist in der Umwelt überall anzutreffen - kein Mensch kann sich ihr entziehen, jeder wird von ihr beeinflusst. In diesem Beitrag beschäftigen sich Ihre Schüler mit natürlichen Strahlenbelastungen, ihren verschiedenen Ursachen und Wirkungen. Dabei festigen und vertiefen sie ihr Wissen über die Grundlagen der Radioaktivität, beispielsweise Energiedosis,...

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Künstliche Strahlenbelastung und... Künstliche Strahlenbelastung und die moderne Medizin

Atomphysik ist nicht nur im Bereich der Energieversorgung und Waffenentwicklung...

Atomphysik ist nicht nur im Bereich der Energieversorgung und Waffenentwicklung ein zweischneidiges Schwert. Auch in der Medizin hat die Nutzung radioaktiver Stoffe zu sowohl zu neuen Belastungen als auch zu neuen Behandlungsmöglichkeiten geführt. In diesem Beitrag beschäftigen sich Ihre Schüler mit der Auswirkung ionisierender Strahlung auf das menschliche Gewebe und sie...

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Freier Fall einer Stahlkugel Freier Fall einer Stahlkugel

Mathematik und Physik gehen oft Hand in Hand. Leider kommt es vor, dass man in...

Mathematik und Physik gehen oft Hand in Hand. Leider kommt es vor, dass man in Physik bereits mit einer Mathematik umgehen muss, die im Unterricht noch nicht behandelt worden ist. In diesem Beitrag untersuchen Ihre Schüler den freien Fall einer Stahlkugel und werden sanft an die Differenzialrechnung herangeführt, wie sie für die Definition der Beschleunigung benötigt wird....

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Objekte auf Kollisionskurs Objekte auf Kollisionskurs

Ob zwei Objekte kollidieren ist eine wichtige Fragestellung in vielen Lebenslagen....

Ob zwei Objekte kollidieren ist eine wichtige Fragestellung in vielen Lebenslagen. In diesem Beitrag üben sich Ihre Schüler an dieser Art von Aufgabe und festigen dabei ihre Kenntnisse der Vektorrechnung und der grundlegenden Mechanik. Sie stellen eine Bahngleichung einer gleichförmigen Bewegung im dreidimensionalen Raum auf, berechnen den Schnittpunkt von Geraden und üben...

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Ionentriebwerke Ionentriebwerke

Es geht weit hinaus! In der modernen Raumfahrt ist ein Hauptziel, immer tiefer in...

Es geht weit hinaus! In der modernen Raumfahrt ist ein Hauptziel, immer tiefer in den Weltraum einzudringen. Nur mit den klassischen chemischen, mehrstufigen Triebwerken funktioniert das nicht. In diesem Beitrag untersuchen ihre Schüler die Vorzüge und Nachteile von sogenannten Ionentriebwerken, lernen ihre Funktionsweise kennen und üben sich ganz nebenbei in der Anwendung...

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Integrale in der Physik Integrale in der Physik

Diese Aufgaben eignen sich zum Teil auch als Referatsthemen. Zu ihrer Bearbeitung...

Diese Aufgaben eignen sich zum Teil auch als Referatsthemen. Zu ihrer Bearbeitung ist eine Software oder ein geeigneter Taschenrechner erforderlich, um auftretende Integrale berechnen zu können.

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Im Gleichschritt über eine... Im Gleichschritt über eine Brücke, ist das gefährlich?

Schwingungen treten im Alltag in verschiedenen Situationen auf, beispielsweise bei...

Schwingungen treten im Alltag in verschiedenen Situationen auf, beispielsweise bei der Federung von Fahrzeugen, bei Gebäuden und Brücken, bei Vibrationen von Maschinen oder bei schwingenden Saiten von Musikinstrumenten. Ein besonderes Phänomen, die Resonanz, stellt man allerdings erst dann fest, wenn eine periodische Kraft das schwingungsfähige System anregt. Voraussetzung...

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Das Zeigermodell Das Zeigermodell

Interferenzphänomene spielen in vielen Bereichen der Physik (z. B. Akustik, Optik,...

Interferenzphänomene spielen in vielen Bereichen der Physik (z. B. Akustik, Optik, Quantenphysik) und Technik eine wichtige Rolle. Die Superposition von Wellen lässt sich besonders einfach und anschaulich im sogenannten Zeigermodell beschreiben und berechnen. Durch grafische Vektoraddition ist es sogar möglich, komplexe Superpositionsprobleme ohne mathematisches Rüstzeug zu...

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Der erste Elektromotor der Welt Der erste Elektromotor der Welt

Im Jahr 1821 stellte Faraday das erste Modell eines Elektromotors vor. Lassen Sie...

Im Jahr 1821 stellte Faraday das erste Modell eines Elektromotors vor. Lassen Sie Ihre Schüler seine Überlegungen nachvollziehen und Parallelen zu modernen Varianten entdecken.

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CERN CERN

Mehr als 11 000 Wissenschaftler erforschen heute am CERN, dem weltgrößten...

Mehr als 11 000 Wissenschaftler erforschen heute am CERN, dem weltgrößten Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik, die fundamentalen Gesetze des Universums. Das Standardmodell der Teilchenphysik und seine Folgemodelle, um die es in diesem Beitrag geht, erklären Sie Ihren Schülern am besten anhand der Beispiele in diesem Beitrag.

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Welle, Teilchen und... Welle, Teilchen und Wahrscheinlichkeit

Die Welt des Mikrokosmos ist geheimnisvoll. Die Gesetzmäßigkeiten, die wir aus...

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. Welle oder Teilchen - führen Sie Ihre Schüler schrittweise an das anspruchsvolle Thema Quantenphysik heran. Ein Spiel rundet den Beitrag ab.

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Das Sternbild Einhorn Das Sternbild Einhorn

Das Sternbild Einhorn beinhaltet einige Sterne, die uns sehr nahe sind, allerdings...

Das Sternbild Einhorn beinhaltet einige Sterne, die uns sehr nahe sind, allerdings äußerst lichtschwach, sodass das Sternbild lange Zeit unbekannt war. Mit den Aufgaben dieses Beitrags für den Physikunterricht wiederholen Ihre Schüler die Grundlagen der Astronomie: Sie üben die Einheitenumrechnung von Parsec in Lichtjahre und arbeiten sich kleinschrittig vor, bis hin zu zwei...

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Können Monde von Planeten totale... Können Monde von Planeten totale Sonnenfinsternisse hervorrufen?

Wer einmal eine totale Sonnenfinsternis beobachten konnte, ist nicht nur...

Wer einmal eine totale Sonnenfinsternis beobachten konnte, ist nicht nur fasziniert, sondern er möchte dieses Schauspiel noch öfter beobachten. Doch das ist nicht so einfach! Ihre Schüler lernen in diesem Beitrag für den Physikunterricht welche Voraussetzungen zu einer totalen Sonnenfinsternis nötig sind und lernen grundlegende Fähigkeiten zu Ellipse, Sonnenfinsternis,...

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Rund um den radioaktiven Zerfall Rund um den radioaktiven Zerfall

Mit diesem Übungsmaterial für den Physikunterricht legen Sie die Grundlagen der...

Mit diesem Übungsmaterial für den Physikunterricht legen Sie die Grundlagen der Kernphysik. Ihre Schüler wiederholen und festigen Aktivität, Halbwertszeit sowie Abschirmung und wenden Ihre Kompetenz dann bei spezielleren und schwierigeren Aufgaben an. Unter anderem nehmen die Schüler hierbei die Kalium-Argon-Dotierung unter die Lupe und üben ebenfalls, graphische...

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Teilchenerzeugung beim... Teilchenerzeugung beim Proton-Proton-Stoß

Antimaterie ist ein grundsätzlich spannendes Forschungsfeld. In...

Antimaterie ist ein grundsätzlich spannendes Forschungsfeld. In Teilchenbeschleunigern entstehen jeden Tag unbekannte Teilchen und Materie, die sich gegenseitig wieder vernichten. Mit diesen Aufgaben nähern sich Ihre Schüler der Bedeutung von Einsteins Relativitätsformel und der daraus resultierenden Entstehung von Materie aus Energie. Es wird ebenfalls geübt, Ergebnisse zu...

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Die vier kosmischen... Die vier kosmischen Geschwindigkeiten

Bei welcher Geschwindigkeit kann eine Rakete in die Umlaufbahn der Erde gelangen?...

Bei welcher Geschwindigkeit kann eine Rakete in die Umlaufbahn der Erde gelangen? Und wie schnell muss sie sein, um den Orbit zu verlassen? Mit diesem Übungsmaterial für den physikalischen Unterricht leiten sich Ihre Schüler die sogenannten vier verschiedenen kosmischen Fluchtgeschwindigkeiten selbstständig her. Anschließend bestimmen sie die verschiedenen...

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Die Kernspaltung Die Kernspaltung

Atomwaffen sind stets präsent in den Medien. In diesem Beitrag nähern sich die...

Atomwaffen sind stets präsent in den Medien. In diesem Beitrag nähern sich die Schüler der Physik hinter Kernspaltungswaffen, beschäftigen sich mit kontrollierten und unkontrollierten Kettenreaktionen. Dabei trainieren sie ihre kommunikative Kompetenz im physikalischen Kontext und ihre Problemlösekompetenz. Der Beitrag beinhaltet einige Skizzen, die Kernspaltungsvorgänge und...

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Kernfusion heute Kernfusion heute

Der Traum der Wissenschaftler von einer nahezu unbegrenzten Energieerzeugung soll...

Der Traum der Wissenschaftler von einer nahezu unbegrenzten Energieerzeugung soll irgendwann einmal Realität werden. Dieser Beitrag für den Physikunterricht beschreibt, unterstützt durch Beispiele und Übungsaufgaben, die physikalischen Grundlagen und Möglichkeiten der Kernfusion. Ausgehend von den Abläufen in der Sonne werden die Überlegungen – aber auch die bisherigen...

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Springen wie auf dem Mond Springen wie auf dem Mond

Astronauten sollen auf der Erde trainieren, wie man sich auf der Mond- oder...

Astronauten sollen auf der Erde trainieren, wie man sich auf der Mond- oder Marsober-fläche unter stark veränderten Schwerkraftbedingungen bewegt. In den 1960er-Jahren entwickelte die NASA zu diesem Zweck eine Mechanik, die es erlaubt, die Sprünge der Astronauten zu simulieren. Ihre Schüler diskutieren drei Vorschläge für eine solche Mechanik unter physikalischen...

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Warum fällt der Seiltänzer nicht... Warum fällt der Seiltänzer nicht vom Seil?

Die meisten Ihrer Schüler waren schon einmal im Zirkus. Da haben sie...

Die meisten Ihrer Schüler waren schon einmal im Zirkus. Da haben sie wahrscheinlich Seiltänzer beobachtet. Der Seiltänzer bleibt mit ihrer schweren Stange, an der sich zwei Kugeln links und rechts befinden, im Gleichgewicht. Wer sich über dieses Phänomen wundert, ist als Schüler genau richtig hier in dieser Physikstunde!

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Quantencomputer Quantencomputer

Die Schüler lernen die Möglichkeiten der Quantenphysik in einer technischen...

Die Schüler lernen die Möglichkeiten der Quantenphysik in einer technischen Anwendung kennen. Sie verstehen, welche Perspektiven diese neue Technologie für uns in der Zukunft bereithalten könnte, und erkennen, wieso die Zeit noch nicht ganz reif dafür ist. Die Schüler werden dazu aufgefordert, ihre Vorstellungen über die Realität nach der klassischen Physik zu hinterfragen,...

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Dunkle Materie Dunkle Materie

Die dunkle Materie stellt eines der großen Rätsel der modernen Astrophysik dar....

Die dunkle Materie stellt eines der großen Rätsel der modernen Astrophysik dar. Dieser Beitrag beschreibt, wie Sie sich diesem spannenden Thema in Klasse 10/11 nähern. Drei Computersimulationen bieten einen besonders handlungsorientierten und anschaulichen Zugang zu den grundlegenden Ideen dieser Theorie.

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CERN CERN

Mehr als 11 000 Wissenschaftler erforschen heute am CERN, dem weltgrößten...

Mehr als 11 000 Wissenschaftler erforschen heute am CERN, dem weltgrößten Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik, die fundamentalen Gesetze des Universums. Der Large Hadron Collider, um den es in diesem Beitrag geht, ist ein großer Teilchenbeschleuniger für z. B. Protonen.

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Die Grundlagen des Fliegens Die Grundlagen des Fliegens

Flugzeuge sind heutzutage eine Selbstverständlichkeit. Was die physikalischen...

Flugzeuge sind heutzutage eine Selbstverständlichkeit. Was die physikalischen Grundlagen des Fliegens sind, erläutert dieser Beitrag.

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Ein Vergleich: Ein Vergleich:

Dieser Beitrag stellt mechanische und elektromagnetische Schwingungen einander...

Dieser Beitrag stellt mechanische und elektromagnetische Schwingungen einander gegenüber. Die Schwingungsdauer eines Federpendels und eines elektromagnetischen Schwingkreises werden verglichen. Ihre Schüler berechnen die Spannenergie und auch die elektrische bzw. magnetische Energie. Lenz'sche Regel, Selbstinduktion und Dämpfung werden abschießend betrachtet.

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Der Fotoeffekt Der Fotoeffekt

Als Fotoeffekt bezeichnet man die Tatsache, dass durch die Beleuchtung mit...

Als Fotoeffekt bezeichnet man die Tatsache, dass durch die Beleuchtung mit geeignetem Licht aus Metalloberflächen Elektronen ausgelöst werden. Stellen Sie Ihren Schülern den Grundversuch sowie seine Deutung vor und behandeln Sie insbesondere die Interpretation Albert Einsteins.

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Multiple-Choice-Tests zur Mechanik Multiple-Choice-Tests zur Mechanik

Mit diesen Tests, die die Begriffe „Kraft“, „Druck“, „Geschwindigkeit“ und...

Mit diesen Tests, die die Begriffe „Kraft“, „Druck“, „Geschwindigkeit“ und „Beschleunigung“ aus dem Bereich der Mechanik in der Sek I aufgreifen, geben wir Ihnen die Möglichkeit, bei knapper werdenden Ressourcen in relativ kurzer Zeit einen Leistungsüberblick über Ihre Lerngruppe zu erstellen.

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Physik in deinem Alltag Physik in deinem Alltag

Im Alltag begegnet uns die Physik an vielen Stellen. So denken wir oft gar nicht...

Im Alltag begegnet uns die Physik an vielen Stellen. So denken wir oft gar nicht darüber nach, warum etwas funktioniert. Welche physikalischen Phänomene ermöglichen unsere moderne Technik? Welche physikalischen Eigenschaften von Stoffen können wir für unsere Zwecke nutzen? Der Beitrag fragt auf spielerische Weise physikalisches Grundwissen ab.

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Das Hooke'sche Gesetz Das Hooke'sche Gesetz

Kräfte lassen sich mit einem Federkraftmesser messen. Ein solches Messinstrument...

Kräfte lassen sich mit einem Federkraftmesser messen. Ein solches Messinstrument fertigen Ihre Schüler an und eichen es. Außerdem zeichnen sie Kraft-Dehnungsdiagramme.

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Die Grundgleichung der Mechanik Die Grundgleichung der Mechanik

Die Grundgleichung der Mechanik ist eine der wichtigsten Formeln der klassischen...

Die Grundgleichung der Mechanik ist eine der wichtigsten Formeln der klassischen Mechanik. Besprechen Sie sie ausführlich, damit die Schüler ihre Bedeutung erfassen. Die experimentelle Herleitung dieser Gleichung ist nicht einfach. Mit herkömmlichen Mitteln wie Stoppuhr und Maßband muss man viele Messreihen unter gleichen Bedingungen aufnehmen, um verwertbare Daten zu...

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Die Grundlagen des Fliegens Die Grundlagen des Fliegens

Nach der intensiven Behandlung des Auftriebes als Grundvoraussetzung des Fliegens...

Nach der intensiven Behandlung des Auftriebes als Grundvoraussetzung des Fliegens sowie der Besonderheiten bei Steig- und Gleitflug in Teil 1 erfolgt nun eine genaue Betrachtung der technischen und physikalischen Abläufe bei der Steuerung eines Flugzeuges, insbesondere beim koordinierten Kurvenflug. Zudem werden Grenzfälle des Fliegens ebenso behandelt wie die heutzutage...

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Der Transistor Der Transistor

Der Transistor ist somit ein elektronisches Bauteil, das Ströme verstärkt und...

Der Transistor ist somit ein elektronisches Bauteil, das Ströme verstärkt und damit auch zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Strömen geeignet ist. Einzelne diskrete Transistoren spielen in der praktischen Anwendung kaum eine Rolle. Meist findet man eine große Anzahl von Transistoren bei integrierten Schaltungen.

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Physik in deinem Alltag Physik in deinem Alltag

Ihre Schüler erfahren, welche physikalischen Vorgänge in Situationen ablaufen, die...

Ihre Schüler erfahren, welche physikalischen Vorgänge in Situationen ablaufen, die uns täglich begegnen. Der Beitrag beinhaltet eine Mischung aus Fragen, die teilweise knifflig sind.

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Offene Kometenbahn Offene Kometenbahn

Der Flächensatz von Johannes Kepler gilt sogar für Satelliten, die ihren...

Der Flächensatz von Johannes Kepler gilt sogar für Satelliten, die ihren Zentralkörper auf einer elliptischen Bahn umlaufen. Wir gehen der Frage nach, ob dieser Satz, auch zweites Kepler'sches Gesetz genannt, auch für parabelförmige Kometenbahnen gilt.

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Die Kraft Die Kraft

Diese Unterrichtseinheit beinhaltet zahlreiche Materialen - insbesondere...

Diese Unterrichtseinheit beinhaltet zahlreiche Materialen - insbesondere Schülerversuche - zum Einstieg in das Thema „Kraft“ für den (offenen) Unterricht, Vertretungsstunden und auch für zu Hause. Wo setzt die Kraft an? In welche Richtung wirkt sie? Gibt es denn unterschiedliche Kräfte? Und warum kann man auf dem Mond eigentlich so gut springen? Diese und viele weitere...

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Goldene Regel der Mechanik Goldene Regel der Mechanik

Die Schüler lernen mathematische Modelle und Methoden auf Vorgänge der klassischen...

Die Schüler lernen mathematische Modelle und Methoden auf Vorgänge der klassischen Mechanik anzuwenden z. B. bei schiefen Ebenen, festen und losen Rollen, Flaschenzügen und hydraulischen Pressen. Dabei trainieren sie, ihre Ergebnisse zu reflektieren und sie im Sachzusammenhang richtig zu inter-pretieren. Die Schüler begreifen, wie sie Erfahrungen aus dem Alltag mithilfe von...

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Elektromagnetische Schwingungen... Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Ihre Schüler lernen Analogien zwischen mechanischen und elektromagnetischen...

Ihre Schüler lernen Analogien zwischen mechanischen und elektromagnetischen Schwingungen kennen und können so einen Einstieg in das Thema der elektromagnetischen Schwingungen und Wellen finden. Den Schülern werden physikalische Zusammenhänge in einfachen Schwingkreisen bewusst. Die Aufgaben fördern den Umgang mit physikalischen Formeln und regen ebenso zu eigenständigen...

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Messung der Induktivität einer... Messung der Induktivität einer Spule

Ihre Schüler lernen mit mathematischen Werkzeugen, wie quadratischen Gleichungen...

Ihre Schüler lernen mit mathematischen Werkzeugen, wie quadratischen Gleichungen und Ableitungsregeln, physikalische Probleme zu lösen. Sie werden dazu angeregt, Neues zu erforschen, naturwissenschaftlich zu argumentieren und Lösungen zu interpretieren. Durch verschiedene Versuche, Mess- und Berechnungsverfahren wird die Induktivität von Spulen erforscht.

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Multiple-Choice-Tests zur Akustik Multiple-Choice-Tests zur Akustik

Diese Tests decken die Themenbereiche Schall und Hören, Schallschwingungen,...

Diese Tests decken die Themenbereiche Schall und Hören, Schallschwingungen, Lautstärke, Tonhöhe und Schallausbreitung der Akustik Sek. I ab. Sie lassen sich einfach und objektiv auswerten und bieten Ihnen daher die Möglichkeit, bei knapper werdenden Ressourcen in relativ kurzer Zeit einen Leistungsüberblick über Ihre Lerngruppe zu erstellen. Um die Schüler zum Nachdenken...

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Die Energiedichte des... Die Energiedichte des magnetischen Feldes

In der experimentellen Physik werden geometrisch trickreiche Aufbauten genutzt, um...

In der experimentellen Physik werden geometrisch trickreiche Aufbauten genutzt, um Magnetfelder mit besonderen Eigenschaften zu erzeugen. In den meisten Fällen ist es eine Priorität, ein möglichst homogenes Magnetfeld zu erhalten und es auf einen gewissen Raum zu beschränken. Die faraday'sche Ringspule und Helmholtzspulenpaare sind bekannte und beliebte Beispiele für dieses...

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Die Physik einer Loopingbahn... Die Physik einer Loopingbahn untersuchen

Warum sind Loopings in Achterbahnen niemals kreisförmig konstruiert? Welche...

Warum sind Loopings in Achterbahnen niemals kreisförmig konstruiert? Welche Beschleunigungen wirken auf den Fahrgast, wenn er einen Looping durchfährt? Wann fällt man aus einem Looping heraus? Fragen wie diese beantworten Ihre Schüler selbstständig. Eine Computersimulation gestattet darüber hinaus einen besonders anschaulichen und schüleraktivierenden Zugang zu diesem...

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Die Addition und Zerlegung von... Die Addition und Zerlegung von Kräften

Ausgehend von der Fragestellung, was passiert, wenn zwei oder mehr Kräfte...

Ausgehend von der Fragestellung, was passiert, wenn zwei oder mehr Kräfte gleichzeitig am gleichen Angriffspunkt angreifen, geht es im Beitrag um die Addition von Kräften und in der Umkehrung um die Zerlegung von Kräften. Dies wird an Beispielen deutlich gemacht und anschließend anhand von Aufgaben vertieft. Schließlich enthält die Unterrichtseinheit ein Beispiel einer...

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Gravitationsfeld des... Gravitationsfeld des Doppelsterns Capella

Capella im Sternbild Fuhrmann ist ein Doppelstern-System. Es wird gebildet von...

Capella im Sternbild Fuhrmann ist ein Doppelstern-System. Es wird gebildet von den beiden Komponenten A und B, welche im gegenseitigen Abstand r = 0,74 AE den gemeinsamen Schwerpunkt S annähernd auf Kreisbahnen mit der Periode T = 104 d umlaufen. Anhand dieser Sternkonstellation wiederholen Ihre Schüler in verschiede-nen leistungsdifferenzierten Aufgaben den...

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Die Dichte von Körpern kennenlernen Die Dichte von Körpern kennenlernen

In diesem Beitrag erforschen Ihre Schüler anhand einfacher Experimente, welche...

In diesem Beitrag erforschen Ihre Schüler anhand einfacher Experimente, welche Rolle die Dichte von Körpern in unserem Alltag spielt. Alles, was Sie für die Experimente brauchen, ist leicht zu beschaffen. So haben Sie schnell Material für die nächste Vertretungsstunde.

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Wurfbewegungen Wurfbewegungen

Wurfbewegungen sind innerhalb der Mechanik sehr interessant und in ihrer...

Wurfbewegungen sind innerhalb der Mechanik sehr interessant und in ihrer Untersuchung anspruchsvoll, weil sie eine Kombination verschiedener Bewegungsarten darstellen. Dementsprechend verlangen sie an der einen oder anderen Stelle zu ihrer Beschreibung einen erhöhten mathematischen Aufwand, der sich allerdings durch vereinfachende Annahmen auch reduzieren lässt.

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Schall mit unterschiedlichen... Schall mit unterschiedlichen Wirkungen

Die Unterrichtseinheit dient der Wiederholung und Vertiefung des Themas...

Die Unterrichtseinheit dient der Wiederholung und Vertiefung des Themas Schwingungen und Wellen. Da Anknüpfungspunkte zu den Fächern Musik, Biologie und auch Psychologie bestehen, eignet sich der Beitrag für den fachübergreifenden Unterricht. Auch im Rahmen einer Projektwoche bzw. in Vertretungsstunden lassen sich die Materialien gut einsetzen, ganz abgesehen von dem...

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Ein Spaziergang durch die... Ein Spaziergang durch die Kernphysik

The Large Hadron Collider (LHC) ist der größte und leistungsstärkste...

The Large Hadron Collider (LHC) ist der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt. Er besteht aus einem 27 Kilometer langen Ring aus sehr guten Magneten und einer hohen Zahl von Beschleunigungsstrukturen, um die Teilchen auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. In diesem Beitrag setzen sich Ihre Schüler mit Atommodellen,...

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Der Energieinhalt eines... Der Energieinhalt eines Magnetfeldes

Wird ein Stromkreis durch einen Schalter S geöffnet, so fließt auch nach dem...

Wird ein Stromkreis durch einen Schalter S geöffnet, so fließt auch nach dem Öffnen noch ein über eine gewisse Zeitspanne abnehmender Strom durch den nun allein aus Spule und Widerstand bestehenden Stromkreis. Die dazu notwendige Energie kann nur vom Magnetfeld stammen; sie wird während des Abklingens des Stromes I in Form von Wärme frei. Im Beitrag werden die Vorgänge bei...

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Schwimmende Körper Schwimmende Körper

Wenn ein Körper in einer Flüssigkeit schwimmt, stehen seine Gewichtskraft und die...

Wenn ein Körper in einer Flüssigkeit schwimmt, stehen seine Gewichtskraft und die in der Flüssigkeit wirkende Auftriebskraft im Kräftegleichgewicht. Von Archimedes haben wir gelernt, dass die Auftriebskraft der Gewichtskraft der durch den Körper verdrängten Flüssigkeit gleicht. In den Aufgaben dieses Beitrags studieren Ihre Schüler die Eintauchtiefe verschiedener...

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Die Physik des Fadenpendels Die Physik des Fadenpendels

Ein Foucault‘sches Pendel ist ein langes, sphärisches Pendel mit einer großen...

Ein Foucault‘sches Pendel ist ein langes, sphärisches Pendel mit einer großen Pendelmasse, mit dessen Hilfe ohne Bezug auf Beobachtungen am Himmel die Erdrotation nachgewiesen werden kann. Es geht auf den französische Physiker Léon Foucault (1819–1868) zurück. In diesem Beitrag setzen sich Ihre Schüler mit den Gleichungen auseinander, die die Physik des Fadenpendels...

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Nichtlineare Widerstände Nichtlineare Widerstände

Viele elektronische Bauelemente haben eine nichtlineare I-U-Kennlinie. Dadurch...

Viele elektronische Bauelemente haben eine nichtlineare I-U-Kennlinie. Dadurch wird die Berechnung von Strom und Spannung in Netzwerken mathematisch recht aufwändig. Mit einer grafischen Lösungsmethode können Sie solche Aufgaben dennoch im Schulunterricht behandeln. Neben dem Praxisbezug besticht der Beitrag also dadurch, dass die Schüler Verfahren, die sie aus der...

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Der Generator und Energien der... Der Generator und Energien der Zukunft

Wie gewinnt man aus alternativen Energien Strom? In diesem Beitrag führen Ihre...

Wie gewinnt man aus alternativen Energien Strom? In diesem Beitrag führen Ihre Schüler Experimente durch und verstehen so, wie mit Generatoren bei Fotovoltaik, Wind- und Wasserkraft Strom gewonnen wird. Sie bewerten die erneuerbaren Energien im gesellschaftlichen Kontext. Eine Lernerfolgskontrolle rundet den Beitrag ab.

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Kraftstoß, Energie- und... Kraftstoß, Energie- und Impulserhaltung

Es ist immer wieder faszinierend, den Start einer Weltraumrakete zu beobachten....

Es ist immer wieder faszinierend, den Start einer Weltraumrakete zu beobachten. Aber auch andere Phänomene ziehen das Interesse auf sich. So bewegen sich im Weltraum mit hohen Geschwindigkeiten große Asteroiden, von denen wir hoffen, dass sie an der Erde vorbeifliegen. Der die Erde umgebende Weltraum wird permanent und lückenlos überwacht. Renommierte Wissenschaftler...

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Ist der Sommer länger als der... Ist der Sommer länger als der Winter?

Im Spätsommer wird das Getreide geerntet. Im Winter liegen die Felder brach. Für...

Im Spätsommer wird das Getreide geerntet. Im Winter liegen die Felder brach. Für Landwirte spielt es eine wichtige Rolle, welche Jahreszeit gerade ist. Manchem kommt es so vor, als dauere der Winter ewig. Sind die Jahreszeiten unterschiedlich lang und wenn ja, warum? Gehen Sie dieser Frage in einem problemorientierten Physikunterricht nach: Ihre Schüler stellen Hypothesen...

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Eine Einführung in die Atomphysik Eine Einführung in die Atomphysik

Aufbauend auf der historischen Entwicklung des Atombegriffs werden die...

Aufbauend auf der historischen Entwicklung des Atombegriffs werden die grundlegenden Versuche zur Abschätzung der Größenordnungen des Atoms vorgestellt. Ausgehend von diesen Versuchen wird die Entwicklung der Atomvorstellung präsentiert bis hin zum modernen Atommodell. Der erarbeitete Stoff wird durch eine Reihe von Aufgaben gefestigt und im Anschluss durch ein Beispiel...

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Der Mainau-Planetenweg Der Mainau-Planetenweg

Der Planetenweg auf der Insel Mainau bot einen anwendungsorientierten Einstieg in...

Der Planetenweg auf der Insel Mainau bot einen anwendungsorientierten Einstieg in die Astronomie, auch wenn er nur im Jahr 2019 eingerichtet war, sich also nicht mehr besuchen lässt. Die Größe und Position der Planeten konnten die Schüler anhand der dort ausgestellten Planetenmodelle bestimmen. Heute kann man zwar Planetenwege in Konstanz oder Kreuzlingen besuchen. Diese...

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Wärme und Entropie verstehen Wärme und Entropie verstehen

Es ist oft nicht leicht reversible und irreversible Prozesse voneinander zu...

Es ist oft nicht leicht reversible und irreversible Prozesse voneinander zu unterscheiden und Wärme als Form von Energie zu verstehen. In dieser Unterrichtseinheit gehen Ihre Schüler den Begriffen Entropie, Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeicher sowie Energiewandler auf den Grund. Anschließend wenden sie ihr Wissen praxisnah am Stirlingmotor sowie am Thermogenerator an.

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Orbitalparadoxie Orbitalparadoxie

Dieser Beitrag zur Orbitalparadoxie beschäftigt sich mit der Bewegung unserer...

Dieser Beitrag zur Orbitalparadoxie beschäftigt sich mit der Bewegung unserer Himmelskörper. Tauchen Sie mit Ihren Schülern in die Welt der Satelliten ein und beantworten Sie gemeinsam rechnerisch anhand der Bahn- und Fluchtgeschwindigkeit die Frage, von welchem Punkt der Umlaufbahn – Apogäum oder Perigäum – ein Satellitenstart günstiger ist.

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Das Doppelsternsystem γ Cephei Das Doppelsternsystem γ Cephei

Abermillionen funkelnder Sterne sehen wir allabendlich am Nachthimmel. In dieser...

Abermillionen funkelnder Sterne sehen wir allabendlich am Nachthimmel. In dieser Unterrichtseinheit berechnen Ihre Schüler am Doppelsternsystem γ Cephei die Entfernung des Sternes von der Sonne, seine absolute und scheinbare Helligkeit sowie dessen Sternradius.

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Wasser und seine Eigenschaften Wasser und seine Eigenschaften

Ohne Wasser kein Leben. Dies gilt für Menschen, Pflanzen und Tiere. Doch wann ist...

Ohne Wasser kein Leben. Dies gilt für Menschen, Pflanzen und Tiere. Doch wann ist Wasser eigentlich trinkbar, wie erfolgt die Trinkwassergewinnung und was macht die einzelnen Aggregatzustände des Wassers aus? Diesen und weiteren Fragen zum Nutzen sowie zu den physikalischen Eigenschaften des Wassers gehen Ihre Schüler in dieser Einheit nach.

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Mit Kräften rechnen –... Mit Kräften rechnen – Praxisaufgaben

Der Beitrag führt Ihre Schüler an den abstrakt erscheinenden Begriff der Kraft in...

Der Beitrag führt Ihre Schüler an den abstrakt erscheinenden Begriff der Kraft in verschiedenen Betrachtungssituationen heran. Es werden Beispiele aus den verschiedensten Bereichen der Physik als Auswahl angeboten. Hier können Schüler sich neben einer mehr oder weniger intensiven Wiederholung auch bei verstärktem Interesse z. B. in Form eines Aufbau- oder Zusatzkurses...

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Reflexion und Brechung – Aufgaben Reflexion und Brechung – Aufgaben

In dem vorliegenden Unterrichtsmaterial wiederholen die Schüler die wichtigsten...

In dem vorliegenden Unterrichtsmaterial wiederholen die Schüler die wichtigsten Begriffe der geometrischen Optik: die Reflexion (einschließlich Totalreflexion) und die Brechung. Der Schwerpunkt liegt jedoch auf der Bearbeitung von Übungsaufgaben zu diesem Themenbereich.

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Die große Konjunktion und die... Die große Konjunktion und die Goldene Zahl

Ausgehend von der größten Konjunktion, der gemeinsamen Opposition von Jupiter und...

Ausgehend von der größten Konjunktion, der gemeinsamen Opposition von Jupiter und Saturn, verfolgen Ihre Schüler den Verlauf der beiden Planeten auf ihren Bahnen so lange, bis wieder eine Opposition des jeweiligen Planeten eintritt. Auf diese Weise ergeben sich Winkel bzw. zurückgelegte Bögen auf den Umlaufbahnen, deren genaue Analyse Ihre Schüler zum Goldenen Schnitt bzw....

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Der Doppelstern KIC 9832227 Der Doppelstern KIC 9832227

Ihre Schüler lernen am Beispiel des engen Doppelsternsystems KIC 9832227 die...

Ihre Schüler lernen am Beispiel des engen Doppelsternsystems KIC 9832227 die Physik der Doppelsterne kennen. Sie stellen Berechnungen zu den Zustandsgrößen der beiden Sterne an und untersuchen die Dynamik im System. Viele wichtige Gleichungen der Astrophysik werden in diesem aufregenden Kontext angewandt. Dabei lernen Ihre Schüler auch, dass es in der Astronomie sinnvoll...

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Formeln, Größen, Einheiten Formeln, Größen, Einheiten

Der Praxisbezug der Physik ist enorm. Fast alle Schüler verfügen in diesem Bereich...

Der Praxisbezug der Physik ist enorm. Fast alle Schüler verfügen in diesem Bereich über ein reiches Vorwissen. Gleichzeitig sind in dieser Disziplin physikalische Größen, ihre präzise Definition, die zugeordneten Einheiten sowie Zusammenhänge zwischen den einzelnen Größen von enormer Bedeutung. Mit diesem Beitrag wiederholen Ihre Schüler physikalische Grundlagen...

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Raketenbau und Kaleidoskop Raketenbau und Kaleidoskop

Mit den in diesem Beitrag vorgestellten Experimenten fördern Sie das Staunen über...

Mit den in diesem Beitrag vorgestellten Experimenten fördern Sie das Staunen über physikalische Phänomene. Ihre Schüler entdecken selbst physikalische Gesetzmäßigkeiten, indem sie z. B. eine Dosenrakete bauen. Sie lernen optische Geräte (Kaleidoskop und Periskop) kennen und führen Versuche mit Luft durch. So begeistern Sie die Lernenden, und die Erkenntnisse bleiben...

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Die Gesetze von Kepler Die Gesetze von Kepler

Damit Ihre Schüler die Leistung Johannes Keplers verstehen, machen sie zuerst ein...

Damit Ihre Schüler die Leistung Johannes Keplers verstehen, machen sie zuerst ein Ausflug in das bestehende Weltbild zu Kepler‘s Zeit und in die Zeit zuvor. Anschließend gewinnen sie einen Einblick in Kepler‘s Leben und Wirken, das seinen Höhepunkt in der Formulierung und Niederschrift der drei Gesetze findet, die bis heute eine wichtige Basis für astronomische Berechnungen...

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Die elastische Schraubenfeder Die elastische Schraubenfeder

Die Schüler lernen den vielfältigen Einsatz von Schraubenfedern in der Praxis...

Die Schüler lernen den vielfältigen Einsatz von Schraubenfedern in der Praxis kennen. Dieser erlaubt verschiedene physikalische Sichtweisen, wie z. B. die Wirkungsweise in Form von Diagrammen aufzuzeigen, Berechnungen hinsichtlich ihrer Dehnbarkeit zuzulassen, aber auch Betrachtungen über damit verbundene Energieumwandlungen anzustellen. Schraubenfedern lassen sich...

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Der lineare Potenzialtopf Der lineare Potenzialtopf

Sobald der Aufenthaltsbereich eines Elektrons räumlich begrenzt wird, kann dieses...

Sobald der Aufenthaltsbereich eines Elektrons räumlich begrenzt wird, kann dieses nur noch ganz bestimmte Geschwindigkeiten annehmen – die Energie des Elektrons ist gequantelt. Mithilfe des einfachen Modells des linearen Potenzialtopfes nähern sich Ihre Schüler diesem erstaunlichen Phänomen, das weitreichende Konsequenzen für die Physik der kleinsten Teilchen hat.

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Die Trojaner Die Trojaner

Die Schüler lernen mithilfe des sog. kreisförmig eingeschränkten...

Die Schüler lernen mithilfe des sog. kreisförmig eingeschränkten Dreikörperproblems und des Hebelgesetzes Fakten über das System Sonne-Jupiter und Saturn, also über den Schwerpunkt des Systems, kennen. Ferner bekommen sie Kenntnisse über Asteroiden, insbesondere über die sog. Trojaner mit Bahnbestimmungselementen. Dabei spielt das 3. Gesetz von Kepler eine besondere Rolle,...

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Beschleunigte Bewegungen Beschleunigte Bewegungen

Beschleunigte Bewegungen sind im Lehrplan Mechanik der Einführungsphase in die...

Beschleunigte Bewegungen sind im Lehrplan Mechanik der Einführungsphase in die gymnasiale Oberstufe Pflichtthema. Aufbauend auf den geradlinig-gleichförmigen Bewegungen, also solchen ohne Krafteinwirkung, soll den Schülern auch das Weg-Zeit-Gesetz der beschleunigten Bewegung in „Fleisch und Blut“ übergehen. Dazu liefert dieser Beitrag vielfaltige Übungsaufgaben. Eine...

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Die Reibung beim schiefen Wurf Die Reibung beim schiefen Wurf

Diese Unterrichtseinheit behandelt den schiefen Wurf, wie er z. B. beim Ballsport...

Diese Unterrichtseinheit behandelt den schiefen Wurf, wie er z. B. beim Ballsport auftritt. Wenn man den Einfluss des Luftwiderstands vernachlässigt, ist die Flugbahn, die ein Körper beim Wurf in einem homogenen Schwerefeld beschreibt, parabelförmig. Der schiefe Wurf stellt dabei den Regelfall dar – waagerechter und senkrechter Wurf sind Ausnahmefälle. In diesem Beitrag wird...

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Mechanische Schwingungen Mechanische Schwingungen

Zeitliche Schwingungen spielen eine zentrale Rolle, nicht nur in der Physik und...

Zeitliche Schwingungen spielen eine zentrale Rolle, nicht nur in der Physik und Technik. Sie bilden auch das Fundament, um Wellenausbreitungen (zeitliche und räumliche Schwingungen) verstehen zu können. In dem vorliegenden Unterrichtsmaterial wiederholen die Schülerinnen und Schüler die wichtigsten Begriffe der Schwingungslehre. Es werden die ungedämpften und die gedämpften...

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Röntgenstrahlung Röntgenstrahlung

Wie entsteht Röntgenstrahlung, welche Eigenschaften hat sie und wie lassen sich...

Wie entsteht Röntgenstrahlung, welche Eigenschaften hat sie und wie lassen sich diese experimentell ermitteln? Fragen dieser Art werden im Rahmen des Physikunterrichts im Grund- wie im Leistungskurs behandelt und haben eine hohe Relevanz für die Abiturprüfung. Dieser Beitrag stellt Materialien zur Verfügung, die für die Wiederholung des Themenbereichs Röntgenstrahlung und...

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Die Erde in Opposition?! Die Erde in Opposition?!

Die Erde in Opposition – ist es denn so ungewöhnlich? Nein! Es ist nur eine Frage...

Die Erde in Opposition – ist es denn so ungewöhnlich? Nein! Es ist nur eine Frage des Standpunktes. Von den äußeren Planeten sind wir es gewohnt, dass sie in Oppositionsstellung zur Erde gelangen. Die Sonne, die Erde und ein äußerer Planet befinden sich auf einer Geraden, wobei die Erde zwischen Sonne und äußerem Planeten steht.

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Arbeit, Energie und Leistung Arbeit, Energie und Leistung

Die Schüler lernen, mit den Begriffen Arbeit, Energie und Leistung souverän...

Die Schüler lernen, mit den Begriffen Arbeit, Energie und Leistung souverän umzugehen. Vielfältiges alltagsnahes Übungsmaterial steht zur Verfügung, um die Grundlagen der Mechanik zu festigen. Eine Lernerfolgskontrolle rundet die Unterrichtseinheit ab.

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Dichte von Festkörpern,... Dichte von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen

In dem vorliegenden Unterrichtsmaterial wiederholen die Schülerinnen und Schüler...

In dem vorliegenden Unterrichtsmaterial wiederholen die Schülerinnen und Schüler kurz die Massendichte und die Auftriebskraft. Danach bearbeiten die Lernenden Übungsaufgaben zu diesem Themenbereich. Dabei lernen sie auch das Galilei’sche Thermometer, das Aräometer und die Mohr’sche Waage kennen.

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Magnetfelder, magnetische... Magnetfelder, magnetische Feldstärke und Flussdichte

Die Schüler lernen, den Magnetismus in seinen auf den ersten Blick verschiedenen...

Die Schüler lernen, den Magnetismus in seinen auf den ersten Blick verschiedenen Formen seines Auftretens anhand von Modellvorstellungen zu verstehen und zu beschreiben. Ihre Schüler lernen auch, wie man die Stärke eines Magnetfelds berechnen kann. Durch eine Reihe von Aufgaben können Ihre Schüler den erarbeiteten Stoff vertiefen und festigen.

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Betrachtungen im Sonnensystem Betrachtungen im Sonnensystem

Die Schüler lernen, ausgehend vom Auftreten von Schalttagen die Frage nach...

Die Schüler lernen, ausgehend vom Auftreten von Schalttagen die Frage nach Umlaufzeiten und überhaupt Bewegungen von Himmelskörpern zu beantworten. Einerseits beschäftigen sie sich mit der Entstehung bzw. dem Wechsel der unterschiedlichen Jahreszeiten. Andererseits ziehen auch Naturerscheinungen wie Sonnen- und Mondfinsternis die Lernenden in ihren Bann. Auch Erkenntnisse...

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Haft-, Gleit- und Rollreibung -... Haft-, Gleit- und Rollreibung - Übungsaufgaben

Reibung – egal ob Haft-, Gleit- oder Rollreibung – spielt in allen Bereichen des...

Reibung – egal ob Haft-, Gleit- oder Rollreibung – spielt in allen Bereichen des Lebens und der Technik eine wichtige Rolle. Zum Beispiel bremst die Gleitreibung zwischen der Felge und den Bremsklötzen das Fahrrad ab. Manchmal sind Reibungskräfte erwünscht, manchmal sind sie unerwünscht. Anhand von Übungsaufgaben trainieren Ihre Schülerinnen und Schüler das Lösen von...

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Licht und seine Eigenschaften Licht und seine Eigenschaften

Die Schüler lernen die grundlegenden Eigenschaften und Erscheinungsformen von...

Die Schüler lernen die grundlegenden Eigenschaften und Erscheinungsformen von Licht kennen. Dazu gehören die Ausbreitung, Reflexion, Brechung und Dispersion von Licht und der Schattenwurf. Auch wichtige Anwendungen, wie die Lochkamera, der Spiegel oder Linsen, werden ausführlich besprochen. Ihre Schüler haben die Möglichkeit, ihr Wissen anhand einer Reihe von...

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Das elektrische Wechselfeld... Das elektrische Wechselfeld eines rotierenden Dipols - Übungsaufgaben

Die Schüler lernen den periodisch wiederkehrenden zeitlichen Verlauf des...

Die Schüler lernen den periodisch wiederkehrenden zeitlichen Verlauf des elektrischen Feldstärke-Signals eines rotierenden elektrischen Dipols mit einfachen Hilfsmitteln aus der Vektorgeometrie zu berechnen. Sie gewinnen dabei das Verständnis für die „Form“ dieses Signals und seine Abhängigkeit von charakteristischen Größen des Dipols wie Länge, Ladung und...

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Materiewellen Materiewellen

Materiewellen gehören zu den faszinierendsten Phänomenen der modernen Physik....

Materiewellen gehören zu den faszinierendsten Phänomenen der modernen Physik. Dieser Beitrag thematisiert verschiedene Experimente, welche die Hypothese des theoretischen Physikers Louis de Broglie eindrucksvoll bestätigen. Neben dem Doppelspaltversuch von Jönsson, der inzwischen Eingang in die Oberstufen-Lehrpläne gefunden hat, werden weniger bekannte, aber hochinteressante...

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Der Impulserhaltungssatz Der Impulserhaltungssatz

Erhaltungssätze spielen in der klassischen und modernen Physik eine wichtige...

Erhaltungssätze spielen in der klassischen und modernen Physik eine wichtige Rolle. Dabei kommt dem Impulserhaltungssatz – neben dem Energieerhaltungssatz – eine besondere Bedeutung zu. Aus diesem Grunde sollten Ihre Schülerinnen und Schüler den Impulserhaltungssatz kennen und anwenden können.

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Optische Abbildungen mit Linsen Optische Abbildungen mit Linsen

Optische Abbildungen spielen eine wichtige Rolle, sowohl im täglichen Leben (z. B....

Optische Abbildungen spielen eine wichtige Rolle, sowohl im täglichen Leben (z. B. Auge, Brille) als auch in der Wissenschaft (z. B. Mikroskop, Teleskop). Alle Schülerinnen und Schüler sollten daher die Grundlagen zum Verständnis der optischen Abbildungen kennen. In diesem Material werden daher Übungs- und Klausuraufgaben zum Thema „Optische Abbildungen“ zur Verfügung gestellt.

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Beugung am Spalt, Doppelspalt... Beugung am Spalt, Doppelspalt und Gitter

Viele Eigenschaften des Lichts lassen sich mit dem Wellenmodell erklären....

Viele Eigenschaften des Lichts lassen sich mit dem Wellenmodell erklären. Insbesondere bei der Beugung des Lichts an Hindernissen tritt der Wellencharakter deutlich in Erscheinung. Die Beugung spielt nicht nur bei Licht, sondern auch in anderen Bereichen (z. B. Akustik, Quantenphysik) eine große Rolle. Ihre Schülerinnen und Schüler sollten daher unbedingt das Phänomen der...

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Die Lenz'sche Regel Die Lenz'sche Regel

Die Induktionsspannung ist so gepolt, dass sie durch einen von ihr erzeugten Strom...

Die Induktionsspannung ist so gepolt, dass sie durch einen von ihr erzeugten Strom der Ursache des Induktionsvorgangs entgegenwirkt – dieses „Lenz’sche Regel“ genannte –Gesetz entdecken Ihre Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag. Sie begeben sich zunächst gedanklich in das Laboratorium von Ernst Werner Siemens und lernen die von ihm entwickelte Dynamomaschine kennen....

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Kreisbewegungen Kreisbewegungen

Für Schüler und Schülerinnen ist es eine faszinierende Erkenntnis, dass kreisende...

Für Schüler und Schülerinnen ist es eine faszinierende Erkenntnis, dass kreisende Satelliten wie auch die Bahn des Mondes um die Erde und die Bahn der Erde um die Sonne denselben irdischen Gesetzmäßigkeiten folgen, die auch auf der Erde die Bewegung der Achterbahn im Looping oder des Schleuderballs im Sport erklären. Der Beitrag ermöglicht es Ihren Schülern und Schülerinnen,...

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Kraftwandler Kraftwandler

Das Prinzip, durch einfache Maschinen Kraft zu sparen, ist in der...

Das Prinzip, durch einfache Maschinen Kraft zu sparen, ist in der Menschheitsgeschichte Jahrtausende alt. Diese Maschinen, die man in der heutigen Physik als Kraftwandler bezeichnet, treten in ganz unterschiedlichen Formen auf, von einfachen Hebeln wie dem Seil, der festen und losen Rolle oder der schiefen Ebene bis zu komplexen hydraulischen Anlagen wie der Hebebühne oder...

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Physik des Atomkerns Physik des Atomkerns

Teilchenbeschleuniger sind beeindruckende Maschinen. Sie ermöglichen Physikern und...

Teilchenbeschleuniger sind beeindruckende Maschinen. Sie ermöglichen Physikern und Physikerinnen nicht nur tiefe Einblicke in die allerkleinsten Strukturen der Materie, sondern spielen auch im medizinisch-therapeutischen Bereich eine bedeutende Rolle. Im Unterricht ermöglichen sie einen stark kontextorientierten Zugang zu verschiedenen Themen des Lehrplans. Mit den...

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Aufgaben zur Gravitation Aufgaben zur Gravitation

Der Mond - schon seit vielen Jahrmillionen ein treuer Begleiter unserer Erde....

Der Mond - schon seit vielen Jahrmillionen ein treuer Begleiter unserer Erde. Dadurch besitzen die beiden Himmelskörper eine wichtige Wechselwirkung miteinander. Doch was würde passieren, wenn plötzlich der Mond nicht mehr um die Erde kreisen würde? Welche Folgen hätte dieses Ereignis für uns? Würden wir das in unserem Alltag wahrnehmen? Diese und weitere Fragen werden mit...

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Untersuchung von Gasspektren Untersuchung von Gasspektren

Wasserstoff ist das mit Abstand am häufigsten vorkommende Element im gesamten...

Wasserstoff ist das mit Abstand am häufigsten vorkommende Element im gesamten Universum. Sein Emissionsspektrum zeigt einige diskrete Linien im sichtbaren Bereich, für die Johann Jakob Balmer eine einfache Formel für die Berechnung der Wellenlängen herleiten konnte. Es zeigte sich schnell, dass die Untersuchung von Linienspektren einen wichtigen Baustein zum Verständnis des...

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Die elektromagnetische Induktion Die elektromagnetische Induktion

Die elektromagnetische Induktion ist für viele wichtige alltägliche Anwendungen...

Die elektromagnetische Induktion ist für viele wichtige alltägliche Anwendungen ein grundlegendes physikalisches Prinzip. Ohne dieses Prinzip würden sich viele Probleme in der Strombereitstellung und Stromversorgung ergeben. Die dahinterstehende Physik ist jedoch bereits seit dem 19. Jahrhundert bekannt und wird auch heute noch gleichbleibend verwendet. Dieser Beitrag...

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Bewegungen rechnerisch analysieren Bewegungen rechnerisch analysieren

Die quantitative Untersuchung von Bewegungsvorgängen stellt einen der wichtigsten...

Die quantitative Untersuchung von Bewegungsvorgängen stellt einen der wichtigsten physikalischen Sachverhalte dar. In diesem Beitrag machen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit den Grundlagen der Kinematik vertraut und lernen die für die Berechnungen nötigen Gleichungen kennen. Die vorliegende Einheit beinhaltet einen umfangreichen Fundus an Übungsaufgaben, mithilfe dessen...

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Grundlagen der Mechanik Grundlagen der Mechanik

In einer Welt im Wandel entwickeln sich auch die Naturwissenschaften stetig...

In einer Welt im Wandel entwickeln sich auch die Naturwissenschaften stetig weiter. Es gibt dabei allerdings Erkenntnisse, die auch nach mehreren Jahrhunderten gültig und auch noch für die heutige Weltanschauung relevant sind. Dazu gehören unter anderem die drei Gesetze von Isaac Newton. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler das wichtige Themengebiet der...

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Quantenphysik Quantenphysik

Um die Quantenphysik und darauf aufbauende Eigenschaften richtig verstehen und...

Um die Quantenphysik und darauf aufbauende Eigenschaften richtig verstehen und herleiten zu können, sind Eine-Ladung-Systeme wie Wasserstoff und einfach ionisiertes Helium von enormer Bedeutung. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler diese und weitere Systeme sowie damit einhergehend wichtige Formeln der Quantenphysik kennen. Das erlangte Verständnis wird...

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Magnetfelder im Detail Magnetfelder im Detail

Schon vor gut 200 Jahren entdeckte der Physiker H. C. Oersted, dass vom Strom...

Schon vor gut 200 Jahren entdeckte der Physiker H. C. Oersted, dass vom Strom durchflossene Leiter beliebiger Gestalt in ihrem Umfeld ein Magnetfeld erzeugen. Er stellte allerdings auch fest, dass jedes Magnetfeld eine unterschiedliche Stärke bzw. verschiedene magnetische Flussdichten besitzt. In dem vorliegenden Beitrag werden zunächst wichtige Begriffe wie die Stärke eines...

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Bewegungsdiagramme analysieren Bewegungsdiagramme analysieren

Die Analyse und Beschreibung von Diagrammen stellen wesentliche inhaltliche...

Die Analyse und Beschreibung von Diagrammen stellen wesentliche inhaltliche Konzepte innerhalb der klassischen Mechanik dar. Dieser Beitrag ermöglicht Ihren Schülerinnen und Schülern, grundlegende Bewegungsabläufe quantitativ zu beschreiben sowie grafisch exakt darzustellen. Dabei schult die Einheit das Verständnis der wesentlichen Grundgrößen der Bewegung (Weg,...

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Von der Kreisbewegung zur... Von der Kreisbewegung zur Schwingung

Was haben Kreisbewegungen mit Schwingungen gemeinsam? In diesem Beitrag...

Was haben Kreisbewegungen mit Schwingungen gemeinsam? In diesem Beitrag wiederholen die Lernenden die Grundbegriffe und Formeln zu diesen beiden wichtigen Themengebieten, finden eine Formel für die Zentripetalkraft und vergleichen Einflussgrößen von Kreisbewegungen und ungedämpften, harmonischen Schwingungen. Mit anschaulichen Animationen lernen die Schülerinnen und Schüler,...

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Untersuchung von Dipolen Untersuchung von Dipolen

Befinden sich zwei entgegengesetzte elektrische Ladungen in räumlicher Nähe,...

Befinden sich zwei entgegengesetzte elektrische Ladungen in räumlicher Nähe, entsteht ein elektrischer Dipol. Doch welche besonderen Eigenschaften charakterisieren einen Dipol und welche Varianten von Dipolen gibt es? Mit diesem Beitrag erweitern die Schülerinnen und Schüler ihr elektrostatisches Verständnis und können die Besonderheiten von Dipolen anhand von zahlreichen...

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Inhaltsverzeichnis... Inhaltsverzeichnis UNTERRICHTS-MATERIALIEN Physik

Eine Übersicht aller bisher erschienenen Beiträge in UNTERRICHTS-MATERIALIEN Physik

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Schwingungen und Rückstellkräfte Schwingungen und Rückstellkräfte

Ob in Wanduhren, bei Federpendeln oder einer Schaukel: Schwingungen besitzen eine...

Ob in Wanduhren, bei Federpendeln oder einer Schaukel: Schwingungen besitzen eine zentrale Rolle im alltäglichen Geschehen. Neben ihren physikalischen Besonderheiten können Schwingungen auch mathematisch mit Differentialgleichungen beschrieben werden. In diesem Beitrag lernen die Schülerinnen und Schüler, wie man solche Gleichungen aufstellt und anschließend zielführend...

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Einstieg in die Atomphysik Einstieg in die Atomphysik

Häufig werden wir mit Begriffen, die das Wort Atom enthalten, konfrontiert. Seien...

Häufig werden wir mit Begriffen, die das Wort Atom enthalten, konfrontiert. Seien es atomare Vorgänge, atomare Bedrohung, atomare Abrüstung oder Wirkungen bis in das kleinste Atom. Dabei fehlt meist eine konkrete Vorstellung, worüber man im physikalischen Sinne spricht. Dieser Beitrag beleuchtet die Entwicklung der verschiedenen Atommodelle aus unterschiedlichsten Epochen....

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Mechanisch unterwegs Mechanisch unterwegs

Radfahren kann doch jeder! – Doch wie funktioniert es eigentlich? Schwingen Sie...

Radfahren kann doch jeder! – Doch wie funktioniert es eigentlich? Schwingen Sie sich aufs Rad und meistern Sie mit ihren Schülerinnen und Schülern die Tour durch die vielfältige Landschaft der Mechanik. Bringen Sie den Lernenden näher, warum und auf welche Art und Weise dieses alltägliche Gerät funktioniert. Im Zuge des Beitrags begegnen den Schülerinnen und Schülern...

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Lineare Widerstandsnetzwerke... Lineare Widerstandsnetzwerke berechnen

In vielen elektrischen Schaltungen sind Ohmsche Widerstände, Netzgeräte und...

In vielen elektrischen Schaltungen sind Ohmsche Widerstände, Netzgeräte und Batterien verbaut. Sorgen Sie für Spannung im Physikunterricht und trainieren Sie mit Ihrer Klasse die Berechnung solcher linearer Widerstandsnetzwerke. Die Schülerinnen und Schüler analysieren diese Netzwerke mithilfe von Ersatzwiderständen sowie unter Zuhilfenahme des Zweigstrom- und des...

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Untersuchung von Materiewellen Untersuchung von Materiewellen

Elektronen besitzen sowohl einen Wellen- als auch einen Teilchencharakter. In...

Elektronen besitzen sowohl einen Wellen- als auch einen Teilchencharakter. In diesem Beitrag beleuchten Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern zunächst die Experimente und Erkenntnisse von de Broglie, Davisson und Germer. Anschließend haben die Lernenden die Möglichkeit, ihr Wissen anhand von zahlreichen Übungsaufgaben zur Quantenphysik zu festigen. Der Beitrag schließt mit...

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Der Mechanik auf der Spur Der Mechanik auf der Spur

Radfahren kann doch jeder! – doch wie funktioniert es eigentlich? Führen Sie Ihren...

Radfahren kann doch jeder! – doch wie funktioniert es eigentlich? Führen Sie Ihren Klassenausflug durch die Welt der Physik des Radfahrens fort und bringen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern auch den zweiten Teil dieser Thematik näher. Die Lernenden gehen dabei unter anderem der Frage nach, welche Kräfte und Widerstände beim Radfahren auftreten. Außerdem wird die...

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Dynamische Untersuchungen Dynamische Untersuchungen

Ob Menschen, Tiere, Autos oder Flugzeuge – Objekte jeglicher Art sind ständig in...

Ob Menschen, Tiere, Autos oder Flugzeuge – Objekte jeglicher Art sind ständig in Bewegung. In diesem Beitrag tauchen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern in das trivial erscheinende Gebiet der Bewegung ein. Gleichförmig geradlinige Bewegungen werden anhand von Grundlagen, geschichtlichen Überlegungen und konkreten Beispielen aufgearbeitet. Dabei stehen den Jugendlichen am...

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Grundlagen der Kreisbewegung Grundlagen der Kreisbewegung

Egal ob bei Waschmaschinen, in Freizeitparks oder im Universum. Mit...

Egal ob bei Waschmaschinen, in Freizeitparks oder im Universum. Mit Kreisbewegungen lassen sich viele alltägliche Situationen beschreiben. Daher ist es für Ihre Schülerinnen und Schüler von großer Bedeutung, die wesentlichen Grundgrößen der Kreisbewegung zu kennen und berechnen zu können. Neben wichtigen theoretischen Grundlagen zu den Kreisbewegungen finden Sie in diesem...

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Quantenphysik Quantenphysik

Methodenwerkzeuge unterstützen nicht nur die fachliche und fachsprachliche Arbeit...

Methodenwerkzeuge unterstützen nicht nur die fachliche und fachsprachliche Arbeit im Physikunterricht, sondern initiieren und fördern außerdem eine hohe Aktivität der Schülerinnen und Schüler. Dieser Beitrag gibt Ihnen für das Teilgebiet der Quantenphysik verschiedene Methodenwerkzeuge an die Hand, um sie auch unter dem Aspekt der individuellen Förderung unmittelbar in Ihrer...

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Untersuchung von Röntgenspektren Untersuchung von Röntgenspektren

Ist das Bohrsche Atommodell geeignet, um die charakteristischen Linien im Spektrum...

Ist das Bohrsche Atommodell geeignet, um die charakteristischen Linien im Spektrum einer Röntgenröhre zu berechnen? Diese und weitere Fragen stellen sich im Physikunterricht der Oberstufe, nachdem man das Bohrsche Atommodell für das Wasserstoffatom behandelt hat. Mit den Materialien dieses Beitrags führen Sie die Lernenden Schritt für Schritt zum Moseley-Gesetz und zeigen...

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Anwendungen zum Hebelgesetz Anwendungen zum Hebelgesetz

Das Prinzip des Hebels spielt im Alltag eine wesentliche Rolle, ohne dass man sich...

Das Prinzip des Hebels spielt im Alltag eine wesentliche Rolle, ohne dass man sich dessen bewusst ist. In diesem Beitrag machen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Hebelgesetz und seinen vielfältigen Fragestellungen und Anwendungsmöglichkeiten vertraut. Die Lernenden beschäftigen sich dabei unter anderem mit Drehmomenten, Drehmomentscheiben, Wellrädern und historischen...

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Elektrischer Schwingkreis Elektrischer Schwingkreis

Warum schwingt ein System aus Kondensator und Spule? Und was genau schwingt da...

Warum schwingt ein System aus Kondensator und Spule? Und was genau schwingt da eigentlich hin und her? In diesem Beitrag lernen die Schülerinnen und Schüler den idealen LC-Schwingkreis kennen und untersuchen seine ungedämpfte, harmonische Schwingung. Dabei skizzieren sie Spannungs-, Strom- und Energieverläufe. Schritt für Schritt leiten die Jugendlichen anschließend die...

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Treibhauseffekt in der Physik Treibhauseffekt in der Physik

Der Treibhauseffekt ist Grundlage unseres Lebens, stellt allerdings in Form der...

Der Treibhauseffekt ist Grundlage unseres Lebens, stellt allerdings in Form der globalen Erwärmung auch eine Gefahr dar, die seit Jahren Bestandteil der politischen und öffentlichen Debatte ist. In diesem Unterrichtsmaterial sollen die Schülerinnen und Schüler zwischen natürlichem und anthropogenem Treibhauseffekt differenzieren und die grundlegende Physik dahinter...

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Waagerechter, senkrechter und... Waagerechter, senkrechter und schräger Wurf

Ob beim Kugelstoßen, beim Fußball oder beim freien Fall – Würfe spielen in vielen...

Ob beim Kugelstoßen, beim Fußball oder beim freien Fall – Würfe spielen in vielen alltäglichen Bewegungsabläufen eine zentrale Rolle. In diesem Unterrichtsmaterial untersuchen die Schülerinnen und Schüler die physikalischen Aspekte eines Wurfes sowie die Unterschiede zwischen dem waagerechten, senkrechten und schiefen Wurf anhand verschiedener alltagsbezogener...

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Strom, Spannung, Widerstand Strom, Spannung, Widerstand

In diesem Unterrichtsmaterial lernen Ihre Schülerinnen und Schüler, wie man...

In diesem Unterrichtsmaterial lernen Ihre Schülerinnen und Schüler, wie man Ströme, Spannungen und Widerstände messen kann, wie ein Lautstärkeregler funktioniert und wozu man eine so genannte Brückenschaltung verwenden kann. Den Jugendlichen wird außerdem erläutert, warum manche Materialien den Strom gut leiten und andere nicht bzw. schlecht und was diese Tatsache mit...

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