Mathematik und Physik: kostenloses Unterrichtsmaterial, Arbeitsblätter und Übungen
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Quantenphysik multimedial: Pauli-Prinzip
In diesem Video wird das Pauli-Prinzip visualisiert, wodurch die Stabilität der Elemente erklärt werden kann.
- 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.
- Verbrennungsmotoren: Der Zweitaktmotor
Es gibt viele Maschinen, die einfach, leicht und dennoch robust gebaut sein müssen. Viertaktmotoren sind für sie zu groß und zu schwer. Aber es gibt eine kleine und dennoch leistungsstarke Alternative: den Zweitaktmotor. Es kommt bei ihm insbesondere auf eine kleine kompakte Bauweise an. Um den Leistungsverlust, der mit der kleineren Bauweise einhergeht, zu kompensieren, wird versucht, die Leistung zu steigern, indem man jeweils zwei Takte zu einem Takt zusammenfasst.
- Das menschliche Auge Bau und Funktion sowie Fehlerquellen und Korrekturhilfen
In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler den Vorgang des Sehens. Dabei erfahren sie, wie das Licht durch das Auge einfällt und durch die darin enthaltene Linse gebrochen und auf die Netzhaut projiziert wird. Dabei lassen sich komplizierte Vorgänge im Auge auf relativ einfach zu verstehende optische Abläufe reduzieren.
- Saturn - einen Blick auf den Ringplaneten vergisst man nicht
In der Unterrichtseinheit "Saturn" nehmen die Lernenden den Ringplaneten unter Beobachtung. Die Observation der Saturnringe mit eigenen Augen hinterlässt einen bleibenden Eindruck. Auch der außergewöhnliche Mond Titan kann mit einfachen Mitteln gesichtet werden. Ein Blick auf den Gasriesen lohnt sich besonders während der Monate um die jährlichen Oppositionen.
- Quantenphysik multimedial: Balmer-Formel
In diesem Video erfolgt die mathematische Beschreibung des Wasserstoff-Spektrums durch die Balmer-Formel.
- Erzeugung von Wechselstrom und Drehstrom Grundlagen
In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Erzeugung von Wechselstrom und Drehstrom" beschäftigen sich die Lernenden mit den einfachen Möglichkeiten der Stromerzeugung (Drehspule im Magnetfeld und Fahrraddynamo) sowie den aus diesen Prinzipien abgeleiteten Möglichkeiten der technischen Stromerzeugung von Wechselstrom und Drehstrom mittels entsprechender Generatoren.
- 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.
