Physik

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Die Zentralheizung – kontextorientiert in die Wärmelehre einsteigen

Steigende Energiekosten, Wärmedämmung, staatliche Förderung - diese und andere Begriffe hört man heutzutage häufig. Sie sind eng mit dem Thema Heizung verbunden. Ihre Schüler lernen anhand der Zentralheizung nicht nur fundamentale physikalische Inhalte kennen, sondern erhalten auch nützliche Tipps, um Energiekosten zu sparen. » mehr

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Das Zeigermodell – Grundlagen und Rechenbeispiele

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 lösen. » mehr

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Die Grundgleichung der Mechanik

Die Grundgleichung der Mechanik ist eine der wichtigsten Formeln der klassischen Mechanik. Ihre experimentelle Herleitung ist nicht einfach. Mit herkömmlichen Mitteln wie Stoppuhr und Maßband muss man viele Messreihen unter gleichen Bedingungen aufnehmen, um verwertbare Daten zu erhalten, was sehr fehleranfällig ist. Ein computergestütztes Messwerterfassungssystem erleichtert die Arbeit deutlich. Das Experiment wird so schülertauglich. » mehr

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Die elektrische Zahnbürste – ein Stationenzirkel

Aus vielen Badezimmern ist sie nicht mehr wegzudenken - die elektrische Zahnbürste. Auf den ersten Blick ist sie ein ganz einfaches Gerät. Aber wieso kann man die (Plastik-)Zahnbürste - ohne Kabel - wieder aufladen, einfach, indem man sie auf die (Plastik-)Ladestation aufsetzt? Warum kann man den Gleichstrommotor, der den Bürstenkopf antreibt, mithilfe von Wechselstrom zum Laufen bringen? Warum kann man die Ladestation, die ja einen sehr geringen Widerstand hat, an die - dafür extrem hohe - Span... » mehr

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Von der Lochkamera zur Digicam – wie funktioniert die Fotografie?

Wie funktioniert die Fotografie? Welche Rolle spielen Reflexion und Brechung? Welche Bedeutung hat die Brennweite? Und wie entsteht in einer Kamera ein scharfes Bild? Der Beitrag erklärt die physikalischen Grundlagen der Fotografie. Darüber hinaus vermittelt er den Schülern Tipps und Tricks für gute Bilder. » mehr

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Schrödingers Atommodell – Grundlagen der Quantenphysik

Immer wieder hat man die Vorhersagen der Quantenphysik experimentell bestätigt. Zum Beispiel gelang es 1993 Wissenschaftlern einer IBM-Forschungsgruppe, mithilfe einer Rasterkraftmikroskops die wellenartige Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Oberflächenelektronen in einem Kreis aus 50 Eisenatomen aufzunehmen, die mit dem Rasterkraftmikroskop in diese Form geordnet worden waren. Erklären Sie Ihren Schülern, wie man die experimentellen Befunde mithilfe der Quantenphysik deutet. » mehr

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Kino in der 3. Dimension – polarisiertes Licht macht’s möglich!

Man hat das Gefühl, man sitzt mittendrin im Geschehen: Häuser, Autos und die Schauspieler scheinen zum Greifen nahe. 3-D-Filme revolutionieren das Kino. Der Film wird dank raffinierter Technologie zu einem vollkommenen Erlebnis. Mit der Neuentwicklung der 3-D-Technologie wird ein Milliardengeschäft erwartet. » mehr

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Von der Knallgasexplosion zur Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle ist ein galvanisches Element, das die Energie einer chemischen Reaktion zwischen einem kontinuierlich zugeführten Brennstoff (z. B. Wasserstoff, Methanol) und einem Oxidationsmittel (z. B. Sauerstoff) in elektrische Energie umwandelt. Hierbei entsteht zwischen zwei Elektroden eine Gleichspannung. Die Spannung ist vom Brennstoff, der Qualität der Zelle und der Temperatur abhängig. Heute wird der Einsatz der Brennstoffzelle zur mobilen (Elektroauto) und zur stationären Energiev... » mehr

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Halbleiter – moderne Technik, vielfältig angewendet

Fernseher, Computer, Handy, MP3-Player... - ohne diese Geräte können sich heute die meisten Menschen ihr Leben nicht mehr vorstellen. Der Trend geht zu immer kleineren und leistungsfähigeren Produkten. Dies wäre ohne die rasanten Fortschritte in der Halbleitertechnologie nicht denkbar. In diesem Beitrag beschäftigen sich Ihre Schüler mit den Grundlagen der Halbleitertechnologie. Das Material weckt durch einfache Anwendungen Interesse an der Elektronik. » mehr

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Sonnen- und Mondfinsternis – ein Projekt

Es ist wohl das dramatischste Schauspiel, das uns der Himmel zu bieten hat: Das Sonnenlicht wird fahl, der eben noch kristallklare Tag zur bleiernen Dämmerung. Dann, als drehe jemand am Dimmer das Licht aus, geht alles ganz schnell. Die hellsten Sterne flammen auf und wo eben noch die gleißend helle Sonne zu sehen war, steht nun ein pechschwarzer Kreis am Himmel, umgeben von einem feurigen, fein strukturierten Lichtkranz. Eine totale Sonnenfinsternis » mehr