Überblick, Allgemeines: kostenloses Unterrichtsmaterial, Arbeitsblätter und Übungen
- Untersuchung der ISS-Flugbahn
Kerngedanke der hier vorgestellten Versuchsanordnung ist, dass mindestens zwei Schulen aus verschiedenen Regionen oder Ländern zusammenarbeiten, um die Flugbahn und Flughöhe der ISS im Rahmen einer Messreihe zu bestimmen.
- Fotoeffekt und Lichtquantenhypothese als Einstieg in die Quantenphysik
Für den Einstieg in das Thema Quantenphysik werden in dieser Einheit die Schlagwörter Fotoeffekt und Lichtquantenhypothese in ihrem historischen Kontext eingeordnet. Mit in der Regel gut funktionierenden Versuchen wird dann der Fotoeffekt besprochen sowie die von Albert Einstein im Jahr 1905 aufgestellte Lichtquantenhypothese.
- Elektromagnetische Induktion Stromerzeugung im ruhenden Leiter
In dieser Unterrichtseinheit erfahren die Lernenden, dass es neben der Stromerzeugung mittels einer bewegten Leiterschleife in einem Magnetfeld auch möglich ist, allein durch die Änderung eines vorhandenen Magnetfeldes in einer Spule eine Spannung und damit Stromfluss zu induzieren.
- Wahrscheinlichkeiten in der Quantenphysik mit der Zeigerdarstellung berechnen
Wahrscheinlichkeiten sind in der Quantenphysik für die Beschreibung und Berechnung vieler Abläufe von entscheidender Bedeutung. Dabei wird die sogenannte Zeigerdarstellung für Schülerinnen und Schüler zu einem sehr gut nachvollziehbaren Instrument, mit dem man auf relativ einfache Art und Weise Wahrscheinlichkeiten für das Auffinden eines Quantenobjektes an einem gegebenen Ort durch Konstruktion und Abmessen der jeweiligen Zeigerlänge bestimmen kann.
- Erneuerbare Energien Windkraftanlagen
In dieser Unterrichtseinheit wird Schülerinnen und Schülern gezeigt, wie durch Windkraftanlagen die kinetische Energie des Windes in mechanische Arbeit umgewandelt wird, bevor daraus mithilfe von Generatoren elektrischer Strom erzeugt wird. Sie sollen dabei verstehen lernen, dass aus physikalischen Gründen maximal bis zu 59 Prozent der kinetischen Energie des Windes nutzbar sind, wodurch Windenergie einen sehr bedeutenden Beitrag zur klimafreundlichen Nutzung erneuerbarer Energien leisten kann.
- Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie
Die hier vorgestellte Lerneinheit zur Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie nutzt interaktive Webseiten mit dynamischen GeoGebra-Applets. Animierte Simulationen aus der Lernumgebung bieten Visualisierungsmöglichkeiten, die auf dem Papier und an der Tafel nicht realisierbar sind und die das Verständnis erleichtern.
- Quantenphysik multimedial: Balmer-Formel
In diesem Video erfolgt die mathematische Beschreibung des Wasserstoff-Spektrums durch die Balmer-Formel.
- Bionik: Bau einer bionischen Hand
In dieser Unterrichtseinheit für den fächerverbindenden Unterricht in den Naturwissenschaften und Kunst / Werken bauen die Schülerinnen und Schüler eine bionische Hand aus Pappe und setzen sich dabei mit den Funktionen der Hand, der Finger und des Daumens sowie der Knochen, Muskeln, Sehnen und Bänder auseinander.
- Technische Entdeckungen im Homeschooling der Kugelschreiber
In diesem Arbeitsmaterial untersuchen die Schülerinnen und Schüler Kugelschreiber hinsichtlich ihrer Funktionalität als Schreibgerät sowie den Klickmechanismus der Mine. Dieses Material eignet sich auch für selbstständiges Arbeiten von zu Hause aus. Es wurde im Kontext des von der Deutsche Telekom Stiftung geförderten Programms "Junior-Ingenieur-Akademie" entwickelt.
- Der Sternhimmel im Juli
Unter einem von Dunst und Lichtverschmutzung ungetrübten (Urlaubs-)Himmel sollte man mit dem Feldstecher einen Spaziergang über die Sommermilchstraße unternehmen. Wer sich in den Ferien im Juli in südlichen Breiten aufhält, dem hat der Skorpion zwei sehenswerte Sternhaufen zu bieten.
- Wie der Compton-Effekt und die Materiewelle neue Erkenntnisse für die Quantenphysik brachten
Compton-Effekt, de-Broglie-Wellen und ihr Nachweis von Davisson und Germer zeigen, dass quantenphysikalische Vorgänge in entsprechenden Versuchen exakt abgeleitet werden können. Aufgrund der in dieser Unterrichtseinheit vermittelten Ergebnisse aus historischen Versuchen können die Schülerinnen und Schüler nachvollziehen, dass Welle-und Teilcheneigenschaften von Quantenobjekten mit Formeln beschrieben werden können, die einen realen Hintergrund haben.
- Der Effektivwert einer Wechselspannung
Wie kam die Band AC/DC eigentlich zu ihrem Namen? Und was hat das mit Physik zu tun? Antworten auf diese Fragen liefert ein fiktiver Dialog zwischen Mutter und Tochter, die dabei eine ganze Menge über den Wechselstrom lernt.
- Wann "zündet" die Idee der Kernfusionstechnologie?
Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen der in der Sonne ablaufenden und der technisch kontrollierten Kernfusion sowie die damit verbundenen verschiedenen Reaktortypen kennen. Vorgänge auf der Teilchenebene werden anhand einer Flash-Animation des Max-Planck Instituts für Plasmaphysik visualisiert.
- Der elektrische Widerstand Grundlagen
Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit den Grundlagen des elektrischen Widerstands, einer physikalischen Größe, die von Georg Simon Ohm im Jahr 1826 aus der Proportionalität von Spannung und Stromstärke gefunden wurde. Die Schülerinnen und Schüler lernen mit einfachen Versuchen, dass sich die den Stromfluss darstellenden Elektronen nicht reibungsfrei bewegen können.
- Brücken im Physikunterricht eine praktische Umsetzung
Diese Unterrichtsmaterialien zum Thema "Brücken" behandeln eines der zentralen Themen des Physikunterrichts in verschiedenen praktischen Umsetzungen. Der Begriff der Kraft wird durch Bauwerke und eigene Experimente zum Thema greifbar gemacht. Die Unterrichtseinheit wurde im Kontext des von der Deutsche Telekom Stiftung geförderten Programms "Junior-Ingenieur-Akademie" entwickelt.
- Innertropische Konvergenzzone
Ziel dieser Unterrichtseinheit zur Innertropischen Konvergenzzone ist es, Schülerinnen und Schüler mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbstständig Daten erheben und mithilfe einfacher Funktionen auswerten können.
- Minkowski-Diagramme mit Derive
Dieser Artikel beschreibt, wie der rechnerische und zeichnerische Aufwand für die Erstellung und Interpretation von Minkowski-Diagrammen im Physikunterricht mithilfe des Rechen- und Zeichenknechtes Computer reduziert, somit der inhaltlichen Diskussion mehr Zeit gewidmet und der Umgang mit einem CAS geübt werden kann.
- Vermessung der Spektren von Energiesparlampen
Spätestens seit die Europäische Union das Ausstiegsszenario für die Glühlampe eingeläutet hat, ist die Energiesparlampe in aller Munde. Fragen wie Nach welchem Prinzip funktioniert eine Energiesparlampe? und Welches sind die spektralen Bestandteile des Lichts von Energiesparlampen? sind deshalb für den schulischen Physik- und Chemieunterricht von großer Aktualität.
- Die spannende Welt der Batterien
Das Lehrmaterial der Stiftung Gemeinsames Rücknahmesystem für Batterien (GRS Batterien) liefert Antworten auf alle Fragen rund um die Funktion, Systematik und Entsorgung der "starken Typen" und gibt anhand von verständlichen Beispielen einen faszinierenden Einblick in die spannende Welt der Batterien.
- Der Fotoeffekt eine vertiefende Betrachtung
Quantenphysik, Fotoeffekt Teil 2: In dieser Einheit wird der Fotoeffekt in seinen Ausprägungen (äußerer, innerer und atomarer Fotoeffekt) näher erforscht. Neben differenzierenden Aufgaben für Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II stehen auch Lösungen für diese Einheit bereit.
