Überblick, Allgemeines: kostenloses Unterrichtsmaterial, Arbeitsblätter und Übungen
- Fachartikel für Ihren Physik-Unterricht
Hier finden Sie fundierte Beiträge zu aktuellen didaktischen Ansätzen, bewährten Methoden und neuen Entwicklungen im Physik-Unterricht. Die Artikel richten sich an Lehrkräfte, Referendarinnen und Referendare und alle, die sich vertieft mit dem Lehren und Lernen von Physik beschäftigen möchten. Lassen Sie sich inspirieren, entdecken Sie neue Perspektiven und bereichern Sie Ihren Unterricht mit praxisnahen Impulsen und wissenschaftlich fundiertem Hintergrundwissen.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Licht kann Dinge bewegen: Lichtsegler und optische Pinzette
In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Licht erarbeiten die Schülerinnen und Schüler grundlegende Ideen, wie man die Kraftwirkung von Licht auf Materie sinnvoll für bestimmte Anwendungen nutzbar machen kann. Am Beispiel eines Lichtseglers für die Raumfahrt wird die Wirkung des Lichtdrucks auf sehr große Objekte thematisiert. Dass sich aber auch extrem kleine Körper (wie Bakterien oder Moleküle) mithilfe von Licht bewegen und festhalten lassen, wird am Beispiel der optischen Pinzette erarbeitet.
- Bildgebende Verfahren in der Weltraum-Teleskopie
In dieser Unterrichtseinheit zum Thema bildgebende Verfahren wird anhand eines Videos der Nutzen des elektromagnetischen Wellenspektrums für die Weltraum-Teleskopie deutlich gemacht. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich dabei anhand praktischer Beispiele und methodisch variierend einen Überblick über die verwendeten bildgebenden Verfahren. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.
- Digitale Astrofotografie mit einfachen Mitteln
Dieser Fachartikel bietet eine Einführung in die digitale Astrofotografie. Menschen, die regelmäßig den Nachthimmel beobachten, entwickeln oft den Wunsch, ihre Eindrücke fotografisch festzuhalten. Astrofotos faszinieren durch ihre Ästhetik. Mit ihrer Hilfe erschließen sich aber auch wesentliche Aspekte der Bewegungen und der physikalischen Abläufe am Sternhimmel.
- Jugendliche in Energiefragen ahnungslos
Kennen Schülerinnen und Schüler den Unterschied zwischen Watt und Joule? Wissen sie, woher Deutschland das meiste Erdöl bezieht? Was hat die Windkraft mit der Sonne zu tun? Ein Test des Leibniz-Instituts für die Pädagogik der Naturwissenschaften und der Mathematik (IPN) beantwortet diese Fragen. Das Fazit: Jugendliche in Deutschland wissen zu wenig über Energie. Vor allem interdisziplinäre Zusammenhänge bleiben unerkannt.
- Raketenphysik: Herleitung der Raketengrundgleichung
Mit der Unterrichtseinheit wird ein mathematisches Verfahren vorgestellt, mit dem Näherungslösungen bei Antrieb und Flug von Raketen zu exakten Lösungen werden. Wegen des dafür nötigen Wissens zur Differential- und Integralrechnung werden nur interessierte Schülerinnen und Schüler mit den entsprechenden Kenntnissen angesprochen.
- 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.
