Elektrodynamik: kostenloses Unterrichtsmaterial, Arbeitsblätter und Übungen
- Online-Materialpool des Schulprojekts Mobilfunk
Arbeitsblätter, Versuchsanleitungen, Grafiken und Abbildungen, Videos, Link- und Buchtipps sowie ein 12-seitiges Lehrerheft finden Sie im Online-Materialpool rechts auf der Seite. Die Unterrichtsmaterialien ʺMobile Kommunikation - Technik, die fasziniertʺ vermitteln technische und physikalische Zusammenhänge, die grundlegend für das Verständnis der Mobilfunktechnologie sind.
- Kondensator
Kondensatoren sind passive elektrische Bauelemente mit der Fähigkeit, elektrische Ladung und damit zusammenhängend Energie zu speichern. Der Aufbau und die Funktionsweise von Kondensatoren wird beschrieben und mit Animationen verständlich gemacht.
- Geschwindigkeitsfilter
Einen Geschwindigkeitsfilter passieren nur elektrisch geladene Teilchen, die eine bestimmte Geschwindigkeit haben. Alle anderen Teilchen werden von einem elektrischen und einem magnetischem Feld so abgelenkt, dass sie im Filter hängenbleiben.Der Aufbau und die Funktionsweise eines Geschwindigkeitsfilters wird erläutert und mit Animationen verständlich gemacht.
- Hall-Effekt
Befindet sich ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld, so werden die Elektronen im Leiter von der Lorentzkraft abgelenkt. Dadurch entsteht im Leiter die sogenannte Hall-Spannung senkrecht zur Stromfluss- und zur Magnetfeldrichtung.Die Formel für die Hall-Spannung wird hergeleitet.
- Masse und die spezifische Ladung eines Elektrons
Aus der Ablenkung von Elektronen in homogenen Magnetfeldern kann man bestimmte Erkenntnisse erzielen. Zum Beispiel kann die spezifische Ladung e/m, also der Quotient aus Ladung und Masse eines Elektrons, bestimmt werden. Die Kreisbahn von Elektronen in der Helmholtz-Spule wird experimentell untersucht. Dabei wird die Formel für die spezifische Ladung der Elektronen hergeleitet.
- Lorentzkraft
Die Lorentzkraft ist die Kraft, die ein magnetisches Feld auf eine bewegte Ladung ausübt. Sie ist nach dem niederländischen Mathematiker und Physiker Hendrik Antoon Lorentz benannt.Die Lorentzkraft als Zentripetalkraft im magnetischen Feld wird eingeführt und mit Animationen verständlich gemacht.
- Magnetische Flussdichte
Die Eigenschaften eines magnetischen Feldes werden durch die magnetische Flussdichte B bestimmt. Diese physikalische Größe gibt die Stärke und Richtung des magnetischen Feldes an. Einige Formeln für die Berechnung der magnetischen Flussdichte werden eingeführt und mit Feldlinienbildern verständlich gemacht.
- Homogenes Magnetfeld
Homogene Magnetfelder haben analog zu homogenen elektrischen Feldern die Eigenschaft, dass sie an jedem Ort gleich stark und gleich gerichtet sind. D.h. die Feldlinien eines homogenen Feldes zeigen in die gleiche Richtung und haben gleiche Abstände voneinander.Einige Beispiele für homogene Magnetfeldern sowie die Pfeil-Darstellung in Skizzen werden beschrieben.
- Dauer- und Elektromagnete
Magnete sind Körper, die andere Körper in ihrer Umgebung magnetisch beeinflussen. Die Bereiche mit der größten magnetische Kraft werden Magnetpole genannt.Die Modellvorstellung der Elementarmagneten und das magnetische Feld werden eingeführt und mit Animationen verständlich gemacht. Außerdem werden die Feldlinien verschiedener Magnete graphisch dargestellt.
