Physik (eBook)

Titelseite 4
Impressum 5
Vorwort 6
Inhalt - Mechanik 8
Inhalt - Wärmelehre 9
Inhalt - Elektrizitätslehre 10
Inhalt - Optik 12
Inhalt - Kernenergie 13
Inhalt - Astronomie 14
Mechanik: Skript zur Unterrichtseinheit (Physik) 16
Körper und ihre Eigenschaften 18
Körper und Stoffe 18
Unterscheide zwischen Körpern und Stoffen 19
Größen und Einheiten 20
Kräfte und ihre Wirkung 21
Kräfte darstellen und messen 23
Kräfte werden gemessen – Aufgaben 24
Die Federkonstante 25
Schwere Masse / Träge Masse 26
Größenbereiche – Die Masse 27
Masseeinheiten 27
Die Grundeinheit ist das Kilogramm (1kg). 27
Das Volumen 28
Größenbereiche – Das Volumen 29
Die Dichte eines Körpers 30
Aufgaben zur Dichte 31
Aufgaben zur Dichte (Lösungen) 32
Der Auftrieb im Wasser 34
Schwimmen – schweben - sinken 35
Der Flaschentaucher 37
Mehrere Kräfte wirken gleichzeitig 39
Das Kräfteparallelogramm – Übungen 40
Flächenbelastung und Druck 46
Der Druck in Flüssigkeiten 47
Reibung 48
Drehmoment und Hebel 49
Kräfte umleiten – Seil, Stange, Rollen 50
Die Arbeit 51
Die goldene Regel der Mechanik 52
Die Energie 53
Die mechanische Leistung 54
Die Bewegung von Körpern 55
Vorüberlegungen 55
Gleichförmige Bewegung 56
Beschleunigte Bewegung 60
Übersicht 61
Wärmelehre: Skript zur Unterrichtseinheit (Physik) 62
Wärmelehre 64
Arbeitsblatt – Temperaturen messen 65
Das Teilchenmodell (Kugelmodell) 66
Der Ölfleckversuch 67
Flüssigkeiten erwärmen und abkühlen 68
Thermometerskalen (1) 69
Flüssigkeiten erwärmen und abkühlen (2) 70
Temperatur im Teilchenmodell 72
Temperatur und Energie 73
Was ist Energie? 74
Thermometerskalen (2): Die Kelvinskala 75
Wann siedet Wasser? 76
Feste Köper erwärmen und abkühlen (1) 77
Anwendung: Temperaturausdehnung bei Brücken 78
Feste Köper erwärmen und abkühlen (2) 79
Gase erwärmen und abkühlen 80
Die Anomalie von Wasser 82
Wärmetransport (1): Wärmeleitung / Wärmedämmung 83
Wärmetransport (2): Wärmemitführung 84
Wärme speichern (1) 85
Wärme speichern (2) 87
Wärmetransport (3): Wärmestrahlung 88
Anhang 89
Arbeitsblatt – Temperaturen messen 89
Anhang: Flüssigkeiten erwärmen und abkühlen 90
Anhang: Wärmeausdehnung fester Stoffe 91
Anhang: Fest Körper erwärmen und abkühlen 92
Anhang: Gase erwärmen und abkühlen 93
Anhang: Wärmekapazität 94
Elektrizitätslehre: Skript zur Unterrichtseinheit (Physik) 96
Elektrische Erscheinungen 98
1 Elektrizität im Alltag 98
2 LADEN und ENTLADEN 98
3 Nachweis elektrischer Ladungen 98
Das Elektroskop 98
Wie können sich Körper elektrisch aufladen? 99
Teilchenmodell (Kugelmodell) 99
Atommodell nach Bohr 99
Leiter und Nichtleiter 100
Der elektrische Stromkreis 101
Schaltsymbole 102
Energie 103
Was ist Energie? 103
Der elektrische Strom 104
Elektrischer Strom wird gemessen: 104
Das Amperemeter 105
Die elektrische Spannung 106
Messung der elektrischen Spannung 106
Der elektrische Widerstand 107
Widerstand und Temperatur 108
Das Ohmsche Gesetz 109
Der spezifische Widerstand 110
Der spezifische Widerstand: Aufgaben 111
Die elektrische Leistung 112
Die elektrische Arbeit 113
Reihenschaltung und Parallelschaltung 114
1. Die Reihenschaltung 114
a) Elektrische Ströme in der Reihenschaltung 114
b) Elektrische Spannungen in der Reihenschaltung 114
c) Widerstände in der Reihenschaltung 114
2. Die Parallelschaltung 115
a) Elektrische Ströme in der Parallelschaltung 115
b) Elektrische Spannungen in der Parallelschaltung 115
c) Widerstände in der Parallelschaltung 115
Der Gesamtwiderstand bei der Parallelschaltung: 116
Elektrizität (Übersicht) 117
Magnetismus (1) 118
Magnetismus (2) 119
Ströme erzeugen Magnetfelder 120
Bewegte Ladungsträger im Magnetfeld 122
Leiterschleife im Magnetfeld 123
Der Elektromotor 124
Die Klingel 126
Elektromagnetische Induktion 127
Der Generator (1) 128
Der Generator (2) 129
Wechselspannung, Wechselstrom 130
Das Drehstromnetz 131
Der Transformator 132
Aufgaben zum Transformator 133
Optik: Skript zur Unterrichtseinheit (Physik / Technik / MINT) 134
Lichtquellen 136
Gegenstände sehen 137
Lichtausbreitung 137
Optische Täuschungen 138
Lichtausbreitung: Lichtbündel 140
Die Lichtgeschwindigkeit 141
Licht und Schatten 142
Kern- und Halbschatten 143
Übergangsschatten 143
Sonnen- und Mondfinsternis 146
Der Mond und seine Gestalt 147
Reflexion von Licht 148
Das Spiegelbild 149
Gekrümmte Oberflächen 150
Wölbspiegel 150
Hohlspiegel 151
Brechung von Licht (1) 152
Brechung von Licht (2) 154
Abhängigkeit vom Einfallswinkel 154
Brechung von Licht (3) 155
Die Totalreflexion 155
Optische Abbildungen (1) 156
1 Die Lochkamera 156
2 Abbildung durch eine Linse 156
Optische Abbildungen (2) 157
Abbildungen durch eine Linse 157
Optische Abbildungen (3) 158
Abbildungen durch die Sammellinse (1) 158
Optische Abbildungen (4) 159
Abbildungen durch die Sammellinse (2) 159
Optische Abbildungen (5) 160
Die Lupe 160
Linsen 161
Die Konkavlinse (Zerstreuungslinse) 161
Das Mikroskop 163
Das Fernrohr (1) [Kepler] 164
Das Fernrohr (2) [Galilei] 165
Farben 166
Kernenergie: Skript zur Unterrichtseinheit (Physik / Technik / MINT) 168
Atommodelle 170
Teilchenmodell (Kugelmodell) 170
Weiterentwicklung durch Rutherford 171
Erweiterung durch Bohr 171
Ein weiteres Atommodell ist das Orbitalmodell 171
Der Atomkern 172
Das Atom besteht aus Kern und Hülle 172
Experimentelle Bestimmung der Kernladungszahl 172
Experimentelle Bestimmung der Massenzahl 172
Isotope 173
Wirkung von Radioaktivität 174
Anwendungen 174
Nachweis von Radioaktivität 175
Ursprung von Radioaktivität 176
Natürliche Radioaktivität 176
Künstliche Radioaktivität 176
Strahlungsarten und ihre Eigenschaften 177
Kernumwandlungen 178
Die Halbwertszeit 179
Unterscheide 4 Zerfallsreihen 179
Wir unterscheiden hier zwei Aufgabentypen 180
Beispiel zu Aufgabentyp 1 180
Beispiel zu Aufgabentyp 2 181
Rückblick: Mathematische Grundlagen 181
Aufgaben 183
Gefahren durch Radioaktivität 184
Aktivität 184
spezifische Aktivität 184
Energiedosis D 184
Äquivalentdosis Dq (!) 184
Qualitätsfaktor Q 184
Schädigungen des Körpers 185
1) Somatische Schäden (Körperschäden) 185
2) Genetische Schäden 185
Energie aus Atomkernen 186
Energiegewinnung durch Kernspaltung 186
Energiegewinnung durch Kernfusion 187
Radioaktivität – weitere Anwendungen 188
Periodensystem der Elemente 189
Nuklidkarte 190
Astronomie: Skript zur Unterrichtseinheit (Physik / Technik / MINT) 192
Astronomie - Die Himmelskörper und das Weltall 194
Weitere kosmische Nachbarn 195
Astronomie: Früher und heute 196
Astronomie: Untersuchungsmethoden (1) 197
Astronomie: Untersuchungsmethoden (2) 198
Orientierung am Sternenhimmel 199
Orientierung am Sternenhimmel (1) 200
Orientierung am Sternenhimmel (2) 201
Auffinden des Frühlingspunkts 202
Orientierung am Sternenhimmel (3) 203
Orientierung am Sternenhimmel (4) 204
Das Sonnensystem (1) - Entstehung 205
Das Sonnensystem (2) – Planeten 206
Das Sonnensystem 3 (a) - Wir bauen ein Planetenmodell: 207
Ein Planetenmodell für den Klassensaal 207
Beispielrechnung zum Planeten-Modell 208
Das Sonnensystem 3 (b) – Aufgaben: Planetenwanderwege 209
Das Sonnensystem (4) – Keplersche Gesetze 210
Der Erdmond 212
Die Sonne 213
Was kommt nach Neptun? (1) 214
Was kommt nach Neptun? (2) Die Oort’sche Wolke 215
Nachbarsterne (1) – Hertzsprung-Russell- Diagr. 216
Nachbarsterne (2) 217
Die Milchstraße 218
Galaxien 219
Galaxienhaufen, Filamente und Voids 220
Anhang: Anleitung zur drehbaren Sternkarte 221
Die Bestandteile der Sternkarte 222
Verwendung der Karte 224
Horizontsystem (Azimutales System, ortsabhängig) 225
Äquatoriales System (ortsunabhängig) 227
Positionsbestimmung der Sonne 228
Zur Handhabung der drehbaren Sternkarte im Alltag 229
Die Jahreszeiten 232
Weitere Skripte 237