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Physik

Auf dieser Seite biete ich eine Auswahl von Unterrichtsmaterialen zur Physik sowie Verzweigungen zu weiteren Physik-Seiten im Internet und zu Seiten technischer Museen.

Im Moment finden Sie hier

Hinweise auf Unterrichtsmaterial zur Physik von Solar-Anlagen gibt's auf meiner Fotovoltaik-Seite.


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Physik-Wettbewerbe & Workshop



www.bundesweiter-wettbewerb-astronomie.de

www.mnu.de/bundeswettbewerb-physik



www.ipho.info
bzw. bei http://www.ipn.uni-kiel.de/projekte/ipho/anmeldung.html



www.weltderphysik.de/vor-ort/wettbewerbe



www.matheundco.de



www.jugend-forscht.de



www.scienceolympiaden.uni-kiel.de



bundeswettbewerbe.de/wettbewerbe



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Große Physikerinnen

Nach wie vor ist Physik bei Mädchen offenbar nicht so beliebt wie bei Jungen - zumindest findet man im Physik-Leistungskursen und im Physikstudium meist weniger Mädchen oder Frauen als Teilnehmer männlichen Geschlechts. Dabei können Mädchen Physik mindestens ebenso gut wie Jungen. Dass sie auch in der Wissenschaft beachtliche Erfolge erzielen und männliche Kollegen oft hinter sich lassen, belegt der Katalog einer gemeinsamen Ausstellung der deutschen und der österreichischen physikalischen Gesellschaft mit dem Titel

Liese Meitners Töchter - Physikerinnen stellen sich vor

Von der genannten Webseite kann man den 2,4-MB-starken Katalog als pdf-Datei herunter laden, der die Lebensgeschichten vieler Physikerinnen enthält. Damit sollen Mädchen ermutigt werden, sich ebenfalls stärker der Physik zu widmen. Lohnen tut es sich allemal!



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Buchbesprechung 1

Titelbild - Abiturwissen Superbuch Mathe & Physik (Ausgabe mit DVD)E. & M. Niedermair / W. Kassenbrock: Abiturwissen Superbuch -- Mathe & Physik. Der komplette Abiturstoff leicht verständlich. 576 Seiten. Franzis-Verlag (ISBN 978-3-7723-9265-8) 2009 mit DVD. UVP 29,95 €, im Juni 2010 z.B. bei Pearl für 6.90 € + Versand oder bei buecher.de für 9.99 € (im September 2010: 10.95 €) versandkostenfrei. Und im August 2013 etwa bei Terrashop für 4.99 € + Versand (aber offenbar nur mit CD?).

Über den mathematischen Teil dieses Buches berichte ich auf meiner "Mathematik"-Seite. Hier sollen die Seiten 297 bis 567 besprochen werden, die sich mit der Physik beschäftigen. In neun Kapiteln geht es um Mechanik, mechanischen Schwingungen und Wellen, Thermodynamik, elektrisches und magnetisches Feld, elektro-magnetische Schwingungen und Wellen, Quantenphysik, Atom- und Kernphysik und spezielle Relativitätstheorie. Ein zehntes Kapitel enthält weitere Übungen mit Musterlösungen sowie zwei Übungsabitur-Aufgaben.
Eigentlich gefällt mir der Physikteil etwas besser als der Mathematik-Teil -- für Nordrhein-Westfalen sind die Physik-Aufgaben näher an der Schule als die (ebenfalls an Bayern orientierten) Mathe-Aufgaben. Und außerdem haben Physikaufgaben eher einen Realitätsbezug als die im Buch vorgestellten Mathe-Aufgaben. Selbst wenn auch hier meist Erklärungen fehlen, lässt sich in längeren Rechnungen zumindest der gewohnte Energieerhaltungs- oder Kräftegleichgewichts-Ansatz erkennen. Am Anfang vieler Abschnitte werden zunächst benötigte Formeln (aber eben ohne Herleitung) genannt, dann folgen oft kurze Einsetzübungen als Beispiele, wie die Muster-Doppelseite zeigt (Doppelklick ins Bild öffnet ein neues Fenster mit größerer bzw. vergrößerbarer Ansicht):

Foto: Doppelseite aus Abiturwissen Superbuch Mathe & Physik (Klick öffnet in neuem Fenster)

Seltener enthalten die Beispiele auch mehrere oder umfangreichere Aufgaben, die vielleicht eher zum Selberlösen anregen, bevor man weiter liest. Unverständlich bleibt allerdings, warum, wenn einerseits an Erläuterungen gespart wurde, doch andererseits viele große (nicht immer scharfe oder sinnvolle) Fotos etwa von Bauteilen oder von vielen Lehrmittel-Geräten im Buch stehen.

Grundsätzliches Ziel des Buches ist es, durch vorgerechnete Aufgaben zu den einzelnen Gebieten Sicherheit im Umgang mit der Physik zu vermitteln und evtl. zur Übung durch eigenständiges Bearbeiten von Aufgaben anzuregen (wenn die Leserin bzw. der Leser nicht sofort die jeweils abgedruckte Musterlösung zu Rate zieht). Dafür ist das Buch auch gut geeignet und angesichts des Preises und des auf der DVD enthaltenen Programms WinMathematik XXL sicher keine Fehlinvestition.

Allerdings ist wie immer auch eine gesunde Portion Skepsis angebracht, weil es auch hier ärgerliche Fehler gibt. So fiel mir beim Durchblättern die Frage auf, welche Radialbeschleunigung ein Stein außen im Profil eines Autoreifens bzw. ein Auswucht-Massenstück am Felgenrand erfahren, wenn das Auto mit 60 km/h fährt. In der Lösung waren (auf Seite 306) die 95-fache und die 135-fache Erdbeschleunigung errechnet worden, wobei absurderweise der mittelpunktsnähere Körper die größere Radialbeschleunigung erfahren sollte. Dass hier etwas nicht stimmt, hätte Autoren und Lektorat auch ohne Nachrechnen auffallen müssen. Denn die Radial-Beschleunigung wächst tatsächlich proportional zum Radius: In der Mitte einer Drehscheibe kann man sich leichter halten als am Rand! Statt mit der (für eine vorherige Teilaufgabe bereits ermittelten) radiusunabhängigen Kreisfrequenz (Winkelgeschwindigkeit) zu rechnen, war mit der Bahngeschwindigkeit gerechnet worden. Aber dann war auch für die Bahngeschwindigkeit am Felgenrand fälschlich wieder die Fahrgeschwindigkeit des Autos eingesetzt worden -- und nicht die korrekte, entsprechend dem kleineren Radius verringerte Bahngeschwindigkeit des Felgenrands. Richtig hätte mit a r = 650 m/s2 nur etwa das 66-fache der Erdbeschleunigung als Radialbeschleunigung des Massenstücks ermittelt werden müssen! Und natürlich sind die im Buch teils mit 4 Dezimalstellen angegebenen Ergebnisse irreführend scheingenau, weil die Ausgangsgrößen Geschwindigkeit und Reifenradius nur zweistellig angegeben waren und daher auch das Ergebnis nicht auf mehr genaue Stellen berechnet werden kann. Wenn die eigene Lösung also nicht zur Lösung im Buch passt, wird es zwar oft, muss aber nicht immer an der eigenen Lösung liegen!

Noch ein paar Worte zur Physik-Formelsammlung auf der DVD zum Buch: Bildschirmfüllend geöffnet, überrascht das elegant-schlichte Design. Verkleinert man aber das Bildschirmfenster, verkleinert sich auch die Formel zu Minischrift in nach wie vor unnötig viel freier Fläche, da aller Formeln als Bilder hinterlegt sind (und nur als solche auch in die Zwischenablage kopiert werden können). Die Formeln selbst überzeugen nicht: Erklärungen, Einheiten und Zusammenhänge/Verweise oder gar Umrechnungen fehlen. Nur bei wenigen Formeln werden Zeichnungen beigefügt, die aber oft sogar irreführend sind. Beispielsweise wird bei der magnetischen Feldstärke B (diese Bezeichnung wird nicht genannt, nur die Bezeichnung 'magnetische Induktion') das konzentrische Magnetfeld um einen geraden Leiter gezeigt; die Größen F und l aus der Formel sucht man vergebens in der Zeichnung. Diese konnten nicht eingezeichnet werden, weil es bei der Definition von B nicht auf das gezeigte Feld des Leiters ankommt, sondern ein Messdraht der Länge l in ein fremdes homogenes Magnetfeld eingetaucht wird. In der Zeichnung hätte der Aufbau einer "Stromwaage" gezeigt werden müssen, nicht das Feld um einen stromdurchflossenen Leiter.

Bildschirmansicht 1: Franzis Formelsammlung Physik, Formel B (Klick öffnet Bild in neuem Fenster)   Bildschirmansicht 2: Franzis Formelsammlung Physik, Zeichnung B (Klick öffnet Bild in neuem Fenster)

Da sind billige gedruckte Formelsammlung der Schulbuchverlage besser -- auf die Installation der Franzis-Physik- (und der gleichartigen Mathe-)Formelsammlung kann man verzichten: es wäre schade um ca. 65 MByte Festplattenspeicherplatz!


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Buchbesprechung 2

Titelbild des Buchs: Physik espresso!Friedrich Reber: Physik espresso! - Physik ganz leicht und verständlich. 256 Seiten. Jokers-Edition 2008 für 5,- € (Originalausgabe Franzis-Verlag 2006 [mit orangefarbenem Umschlag]: 9,95 €), ISBN 3-7723-3811-3

Darauf hatte ich mich gefreut: Ein Buch, dass einen locker-flockigen Streifzug durch die Physik unternimmt, mit flotten Illustrationen und lebensnaher Sprache, das als Einstieg, Nachhilfe und Überblick auch Leserinnen und Leser anspricht, die bisher von der Physik eher abgeschreckt waren. Das zumindest hatten Autor und Verlag versprochen. Die Lektüre war hingegen ernüchternd und ärgerlich:

Schon im Vorwort irritiert, dass fälschlich Mathematik (statt Biologie) zu den experimentellen Wissenschaften gezählt wird und ausdrücklich behauptet wird: „In keinem anderen Schulfach ist man der überprüfbaren Realität näher als in Physik, Mathematik und Chemie, den sogenannten Naturwissenschaften." (S. 10). Etwas später stutzt man, wenn bei der Akustik steht: „Wir haben jetzt Töne durch schwingende Saiten erzeugt... [Aber] Es geht auch völlig ohne mechanische Schwinger mittels Elektronik wie z.B. bei Keyboards.." (S. 17). Denn für den Ton ist auch im letzten Fall ein Kopfhöhrer oder Lautsprecher mit beweglichen Teilen nötig! Wirklich unerträglich ist es aber, wenn der Autor in Text und Bild Schwingungen z.T. mit Wellen verwechselt und sogar bei der zeitaufgelösten Darstellung von „Druck (Lautstärke, Amplitude)" längs der mit t beschrifteten Zeitachse statt der Periodendauer T die Wellenlänge lambda einzeichnet (S. 20). Ob der Laie mit der Erklärung für Resonanz: „Es findet eine Energieübertragung statt mit der Besonderheit, dass diese aufsummiert wird." (S. 22) wirklich etwas anfangen kann, mag dahingestellt bleiben. Vielleicht liest man wirklich lieber in sieben Zeilen, dass der Autor schlechte Erinnerungen an weihnachtliches Blockflöten hat, und ihm schon früher sein Musiklehrer nicht sagen konnte, „ob man damit das Christkind verscheucht oder für was das löchrige Holz sonst noch gut sein könnte" (S.22/23). Nichts gegen flapsige Sprache und auflockernde Anekdoten, wenn die Physik stimmt! Aber gerade inhaltlich ist zu Vieles nicht korrekt. Als dann wenige Seiten später 1012 in hervorgehobener Großschrift als Billiarde (statt als Billion) bezeichnet wird (S. 28), wich die Freude an der Lektüre endgültig dem Entsetzen und hinderte mich am durchgängigen Weiterlesen.

Doch auch beim raschen Durchblättern des Restes stieß ich ohne Mühe auf ähnlich Abenteuerliches und viele weitere Schnitzer: So wird Druck immer wieder als Druckkraft bezeichnet (S. 35ff), was ebenso abwegig und irreführend ist, wie wenn man Geschwindigkeitsstrecke statt Geschwindigkeit sagen würde. Oder es wird behauptet, bei der hydraulischen Presse wären auf beiden Seiten die Produkte aus Kraft und Fläche gleich (Gleichung S. 38) - in Wirklichkeit sind die Quotienten gleich, nämlich die Drücke. Laut Reber darf im elektrischen Stromkreis kein Strom fließen („Man kann also sagen, dass die Summe aller Ströme im Stromkreis = 0 sein muss. Das merken wir uns", S. 60) - Unsinn wird aber durch die Erhebung zum Merksatz nicht besser; offensichtlich hatte sich der Autor Kirchhoffs Knotenregel selbst nicht richtig merken können. Und der Unterschied zwischen 9,81 und 10 beträgt angeblich 19 % (S. 159) statt nur 1,9 % - wohl kein Druckfehler, sondern Absicht, denn Reber schreibt auf der gleichen Seite, dass man noch 190 Gramm (statt richtig knapp 20 Gramm) zu einem Kilo-Gewicht hinzutun müsse, damit es auf der Erde 10 Newton wiegt. Die Wiedergabe der völlig unzulänglichen 'Erklärungen' von Polarisation (S. 70) oder Corioliskraft (S. 168) oder etwa der fehlerhaft unvollständigen Formel zum Fotoeffekt (S. 111: gerade ohne die angeblich enthaltene Austrittsarbeit) erspare ich mir...

Ein Machwerk mit so vielen, oft schweren inhaltlichen Falschaussagen sollte nicht als Physikbuch, gar noch zu Nachhilfezwecken, verkauft werden dürfen. Es wird mehr schaden als nützen. Weiß man, dass bei Internetveröffentlichungen oft Vorsicht angebracht ist, so erwartet man bei einem gedruckten Buch aus dem doch bekannten Franzis-Fachverlag, dass Verlagsredaktion und Lektorat die schlimmsten Fehlbehauptungen erkennen und verhindern. Bei „Physik espresso!" ist die Qualitätskontrolle (sofern es überhaupt eine gab) leider gar nicht gelungen. „Physik ganz leicht verständlich" (Untertitel) -- was in diesem Buch steht, ist oft keine Physik, noch kann man die vielen Fehler auf die leichte Schulter nehmen. Dass dieses Buch auf den Markt kommen konnte (und als Sonderausgabe sogar eine ebenso ungeprüfte Neuauflage erfuhr), ist ganz unverständlich! Autor und Verlag(e) sollten sich schämen.


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Buchbesprechung 3

Umschlagbild Denksport PhysikLewis Epstein: Denksport Physik - Fragen und Antworten. dtv 2006 bzw. 7. Auflage 2009 (ISBN 978-3-423-24556-2), 580 Seiten, 19,50 Euro.

In diesem Buch finden sich viele interessante Fragen zur Physik mit z.T. verblüffenden Lösungen. Zu den Themen Mechanik (hierzu gehören rund die Hälfte der Aufgaben), Fluidik, Wärme, Schwingungen, Licht, Elektrizität & Magnetismus, Relativität und Quanten sind einige Hundert Probleme genannt und verlangen jeweils die Entscheidung für eine von mehreren vorgegebenen Antworten. Sind in einem Glas einige lebende Fliegen gefangen, so soll man etwa überlegen, wann das Gewicht eines Glases am höchsten ist - wenn a) alle Fliegen am Boden sitzen, b) alle Fliegen im Glas umher schwirren oder c) immer (weil in beiden Fällen gleich). Aber es wird auch gefragt, ob beim Zerspringen eines Maiskorns bei der Popcorn-Herstellung ein Neutrino freigesetzt wird, ob ein Satellit in Baumkronenhöhe die Erde umkreisen könnte, ob die Verformung einer Wolke durch einen Scherwind mit einem Vektor oder einem (Super-?)Tensor beschrieben werden muss, ob eine Lupe auch unter Wasser verwendet werden kann, oder ob man beim Blick an den sternenklaren Nachthimmel sofort die geografische Breite des eigenen Standorts, die geografische Länge, keines oder beides bestimmen kann.

Im Allgemeinen reicht etwas Nachdenken und höchstens der Oberstufenstoff der Physik völlig aus. Aber obwohl im Buch so gut wie keine Formeln vorkommen, habe ich doch gelegentlich zu Papier und Stift gegriffen und mir mit Hilfe physikalischer Gleichungen (z.B. für die kinetische Energie) oder der bekannten Erhaltungssätze (von Energie bzw. Impuls) knifflige Situationen klar gemacht: z.B. wenn gefragt wird, wie viel höher der Berg einer Achterbahn sein muss, damit man nach dem Runterfahren im Tal die doppelte Geschwindigkeit hat. Oder wie groß die mittlere Kraft auf einen Pfahl ist, der von einem aus 2 m Höhe herabfallenden Rammbär 10 cm tief in die Erde getrieben wird (Pfahl und Rammbär sollen jeweils die Masse einer Tonne haben und als mögliche Ergebnisse wurden fünf Kräfte zwischen 10 und 120 kN genannt). Ob ich deswegen schon zu der Gruppe gehöre, auf die sich der dem Buch vorangestellten Aphorismus bezieht: „Algebra ist eine wunderbare Erfindung. Mit ihr können selbst Idioten Physik treiben, ohne sie zu verstehen."? Gerade bei Physik kann das Gefühl auch schon mal täuschen. Natürlich könnte man auch direkt zur (anschaulich erklärten) Lösung weiter blättern, aber dann wäre die Lektüre nicht so prickelnd.

Wer weitere Beispiele sucht: Auf der Webseite zum Buch kann man inzwischen 'im Buch blättern', außerdem hält der dtv-Verlag vier Buchseiten als pdf-Datei bereit. Zu empfehlen ist „Denksport Physik" jedenfalls allen Physiklehrerinnen und -lehrern und allen Oberstufenschülerinnen und -schülern bzw. allen, die über SII-Grundwissen in Physik verfügen und sich für das Fach interessieren. Vom Verlag als neues „Kultbuch" bezeichnet, ist es durchaus ein würdiger Nachfolger z.B. von Jearl Walker *): Der fliegende Zirkus der Physik. Oldenburg 1975/1977 und weit weniger rechenlastig als etwa Helmut Vogel: Aufgabensammlung Physik, Schroedel 1985.

Schließlich, so wird auf S. 184 Richard Feynman zitiert, „ist Physik wie Sex. Es gibt praktische Anwendungsgründe. Aber das ist es eigentlich nicht, warum man Physik betreibt." Es ist nämlich einfach spannend, über physikalische Fragen nachzudenken. Und dieses Buch bietet eine wahre Fundgrube an Beispielen, wobei Beispiele laut Newton ja auch viel besser zum Erwerb der Naturwissenschaften nützen, als Prinzipien (S. 12).

*) Seit Mitte 2007 sind inzwischen rund 20 physikalische „Experimente des Monats" von Jearl Walker, die 1978 bis 1990 in der Zeitschrift 'Spektrum der Wissenschaft' abgedruckt waren, vom Verlag in aktueller Überarbeitung auf der Webseite www.wissenschaft-schulen.de veröffentlicht.


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Zentralabitur

Wegen des Zentralabiturs haben - wie in anderen Fächern auch - im aktuellen Physik-Unterricht der Oberstufe einige kleinere Themenverschiebungen und/oder veränderte Gewichtungen stattgefunden, um Schülerinnen und Schülern optimal auf die angekündigten Prüfungsaufgaben bzw. die jetzt als besonders wichtig erklärten Themengebiete vorzubereiten.

Eine Übersicht über Themen sowie einige Beispielaufgaben für das Zentralabitur im Gymnasium finden sich für Physik und andere Fächer auf

http://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/abitur-gost/faecher.php

Natürlich gilt weiterhin der Lehrplan und es müssen auch Gebiete über den Stoff der zentralen Prüfungen hinaus behandelt und in Klausuren und mündlichen Prüfungen abgefragt werden!

Lehrplan für die S I

Nachfolgend finden sich die Kernlehrpläne für die Klassen 5 bis 9 der Gymnasien in Nordrhein-Westfalen, in denen die Schulzeitverkürzung berücksichtigt ist (G8=Gymnasium mit nur acht Jahren von Klasse 5 bis Jahrgangsstufe 12 - statt bisher neun Jahre von 5 bis 13). Hier eine Übersicht über die Pläne

http://www.standardsicherung.nrw.de/lehrplaene/kernlehrplaene-sek-i

wobei für Physik dort direkt die pdf-Datei KLP_GY8_PH.pdf (ca. 235 kB) gewählt werden kann.




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Physiknobelpreise 2013
und der Vorjahre



Alternative Ig-Nobelpreise in Physik
und anderen Fächern

Nachstehend werden auch die in den letzten Jahren mit dem (oft als satirisch bezeichneten) ignorabilen Nobelpreis geehrten Physiker(innen) mit ihren lebenswichtigen Arbeiten erwähnt:

Da in manchen Jahren auch Extrapreise im Gebiet der Akustik oder anderen physikalischen Teilgebieten vergeben wurden (und natürlich auch die vielen übrigen mit Preisen ausgezeichneten Themen äußerst interessant sind), lohnt sich der Besuch der oben (oder bei den Verweisen) genannten Seite mit allen Gewinnern!


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Mission auf dem Mars



Im Dezember 2011 startete eine neue Mars-Mission der NASA. Nach 9-monatiger Reise wurde unser Nachbarplanet im August 2012 erreicht und ein neues, größeres und verbessertes Mars-Fahrzeug ('Rover') mit dem schönen Namen "Neugier" ("Curiosity") per Seil auf die Marsoberfläche herab gelassen. Curiosity kann Tagesstrecken von mehreren Hundert Metern Länge fahren können und soll mindestens zwei Erdjahre lang Daten von der Marsoberfläche sammeln, Proben entnehmen und analysieren und so vielleicht die Frage klären, ob es jemals Leben auf dem Mars gab (oder gibt?). Genaueres dazu findet man z.B. in einem schönen Überblick in Deutsch auf Wikipedia, alles einschl. aktuellester Beiträge auf der amerikanischen Original-NASA-Seite (in Englisch) oder aber auch auf Foursquare, wie n-tv. Besondere Entdeckungen werden von Fernsehsendern und Zeitungen auf ihren Online-Seiten vorgestellt, wie hier etwa vom stern die Entdeckung von Vulkangestein Anfang Oktober 2012. (Zum früher hier vorgestellten Marsfahrzeug "Spirit" von 2006 findet sich noch ein Hinweis auf meiner Informatik-Seite, weil "Spirit" it Java programmiert war).




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Reihenfolge der Planeten

Da mit dem Mars oben schon ein Planet unserer Sonne erwähnt wurden, sei hier ein Merkspruch genannt. Er hilft, die Anordnung der Planeten um die Sonne (von innen nach außen) angeben zu können:

Mein Vater erklärt Mama jeden Samstag unsere neun Planeten"

nämlich (Sonne --) Merkur - Venus - Erde - Mars - Jupiter - Saturn - Uranus - Neptun und Pluto.

Dabei ist hier noch von den neun Planeten die Rede, die es bis zum 24. August 2006 gab. Seither wird auf Beschluss der Internationalen Astronomischen Union Pluto nicht mehr als Planet bezeichnet, sondern in die neu geschaffene Klasse der Zwergplaneten (planet dwarfs) herab gestuft. Dieser Schritt wurde unternommen, weil man inzwischen mindestens drei weitere pluto-ähnliche kleine Himmelskörper kennt, die wohl eher kometenartig als planetenartig sind, und die man nicht als richtige Planeten anerkennen wollte - der Gerechtigkeit wegen verlor dadurch auch Pluto den Planetenstatus (siehe auch den Wikipedia-Artikel zum Thema Planet !)

Vielleicht finden Sie einen neuen Merkspruch für die nunmehr acht Planeten - auf Ihre Vorschläge per e-Mail oder in meinem Gästebuch würde ich mich freuen! Denn mein erster Versuch:

Manchmal Vergisst Ein Mann Jacke, Schirm Und Notizbuch!"

lässt sich sicher durch einen besseren und himmelskörper-spezifischeren Merkspruch toppen, oder? Die einfache Abwandlung „Mein Vater erklärt Mama jeden Samstag unseren Nachthimmel" ist doch sicher noch nicht die beste Adaption. Also nur Mut!


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Veränderliche Konstanten?

Verschwindende Planeten, veränderliche Konstanten? Nein, natürlich sind die Naturkonstanten fest. Da sie allerdings durch verbesserte Messverfahren inzwischen möglicherweise genauer bestimmt werden können, kann es sein, dass sich neuere Werte z.B. für die Lichtgeschwindigkeit, die Gravitationskonstante oder die elektrische Feldkonstante oder auch die Elementarladung etwas von den alten Tabellenwerten unterscheiden. Die aktuellen Werte der Naturkonstanten findet man jedenfalls auf der Webseite von CoData. Bisher erschienen etwa alle vier bis fünf Jahre genauere Angaben, zuletzt im Frühjahr 2011 ("Stand 31.12.2010").

Feste Naturkonstanten? Hier bei CoData geht es nur um genauere Messungen, aber manche Physiker glauben, dass erst ganz kurz nach dem Urknall zu Beginn unseres Universums vor rund 13 Milliarden Jahren die Naturkonstanten entstanden sind und möglicherweise anfangs auch noch andere Werte hatten...


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Physik des Straßenverkehrs

Im Physik-Grundkurs der Jahrgangsstufe 11 hatte ich die Mechanik des Straßenverkehrs thematisiert - durchaus mit Hintergedanken, denn physikalisches Verständnis soll zu einem vernünftigen Verhalten im Straßenverkehr erziehen: immer mit ausreichendem Abstand, immer angeschnallt und mit immer angemessener, geringer Geschwindigkeit fahren! Hoffentlich hilft's, wobei möglicherweise zur Theorie auch die entsprechende Erfahrung hinzu kommen muss. Als ich jedenfalls vor einiger Zeit an einem „Schleuderkurs", d.h. an einem ADAC-Sicherheitstraining teilgenommen hatte, waren etwa die Hälfte der 8 bis 10 Teilnehmerinnen und Teilnehmer schon etwas älter, die andere Hälfte um die 20 Jahre alt. Die Jungen belächelten zunächst die Älteren und erwarteten, durch fahrerisches Können und schnellere Reaktion uns davon zu fahren und viel besser abzuschneiden. Im Laufe des Trainings mussten sie dann einsehen, dass auch Können nicht gegen die Physik hilft und die Naturgesetze unabhängig vom Alter des Fahrers gelten. Jedenfalls wurden sie zunehmend kleinlauter und verloren die anfängliche Selbstüberschätzung. Wenn die Einsicht dann mit nach Hause bzw. in den Alltag genommen wurde, ist das Ziel ja erreicht. Aber hier das Arbeitsblatt aus dem Unterricht

PhysikStrassenverkehr.pdf (23 kByte)

mit den Lösungen (als Bilder von 61 und 67 kByte Größe):

Physik im Straßenverkehr - handschriftl. Lösung, Seite 1   Physik im Straßenverkehr - handschriftl. Lösung, Seite 2


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2. Grundkurs-Klausur 13 (jetzt Q2)

Wie schon unten bei der 1. Klausur angemerkt, waren vor den Lichtwellen allgemeine Schwingungen und Wellen behandelt worden. Jetzt geht es im Wesentlichen um die Interferenz.

Die Aufgabenstellung folgt als pdf-Dokument (zum Ansehen nachfolgenden Link mit linker Maustaste anklicken; zu Herunterladen auf den eigenen Rechner nach Klick mit der rechten Maustaste „Ziel speichern unter.." wählen):

Aufgabenblatt k2ph13g-08.pdf (145 kByte)


Die handschriftlichen Lösungen sind als Bilder eingefügt. Mit Rechtsklick in ein Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die Lösungs-Doppelseiten auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten...

Lösungen (5 Seiten, pro Blatt zwischen 26 und 51 kByte)

2. Klausur im Grundkurs 13 -- Lösungen Seite 1      2. Klausur im Grundkurs 13 -- Lösungen Seite 2      2. Klausur im Grundkurs 13 -- Lösungen Seite 3      2. Klausur im Grundkurs 13 -- Lösungen Seite 4      2. Klausur im Grundkurs 13 -- Lösungen Seite 5




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1. Grundkurs-Klausur 13 (Q2)

Weil in der Stufe 11 die Schwingungen und Wellen nicht in der nötigen Tiefe besprochen worden waren, finden sich in dieser Klassenarbeit auch grundlegendere Aufgaben zum Thema. Insgesamt ist die Arbeit aber etwas lang geworden - etwa 75 % des Umfangs hätten für 3*45 min auch gereicht. Und selbst wenn es nicht ausdrücklich auf dem Blatt steht, durfte neben dem normalen, nichtgrafikfähigen Taschenrechner natürlich auch die Formelsammlung aus dem Unterricht benutzt werden. Die Bilder zu den Aufgaben 1 und 5 habe ich übrigens mit MatheAss erzeugt.

Die Aufgabenstellung folgt als pdf-Dokument (zum Ansehen nachfolgenden Link mit linker Maustaste anklicken; zu Herunterladen auf den eigenen Rechner nach Klick mit der rechten Maustaste „Ziel speichern unter.." wählen):

Aufgabenblatt k1ph13g-08a.pdf (114 kByte)


Die handschriftlichen Lösungen sind als Bilder eingefügt. Mit Rechtsklick in ein Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die Lösungs-Doppelseiten auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten...

Lösungen (87 bzw. 75 kByte)

1. Klausur im Grundkurs 13 -- Lösungen Seiten 1 und 2      1. Klausur im Grundkurs 13 -- Lösungen Seiten 3 und 4




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4. Grundkurs-Klausur 12 (Q1)

Aus meinem früheren Unterricht im Physik-Grundkurs der Jahrgangsstufe 12 hier die vierte Klausur über Magnetfelder, Lorentzkraft, Fadenstrahlrohr, Wienfilter und Induktion. Bei dieser Klausur wurden keine Versuche vorgeführt, sondern nur das Aufgabenblatt vorgelegt, das hier als pdf-Dokument vorgestellt wird: Zum Ansehen Link mit linker Maustaste anklicken; zu Herunterladen auf den eigenen Rechner nach Klick mit der rechten Maustaste „Ziel speichern unter.." wählen):

Aufgabenblatt k4ph12g_08a.pdf (40 kByte)


Die handschriftlichen Lösungen sind als Bilder eingefügt. Mit Rechtsklick in ein Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die drei Lösungsseiten einzeln auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten...

Lösungen (zwischen 34 und 49 kB pro Bild)

4. Klausur im Grundkurs 12 -- Lösung Seite 1 (handschriftl)   4. Klausur im Grundkurs 12 -- Lösung Seite 2 (handschriftl)   4. Klausur im Grundkurs 12 -- Lösung Seite 3 (handschriftl)



(Anm.: Weil in der dritten Klausur zwei Diagramme aus einem Buch verwendet wurden, unterbleibt eine Veröffentlichung)


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2. Grundkurs-Klausur 12 (Q1)

Aus meinem schon etwas zurückliegenden Unterricht im Physik-Grundkurs der Jahrgangsstufe 12 hier die zweite Klausur. Zwischen dieser und der vorangegangenen, ersten Klausur (s.u.) gab es nur 3 Doppelstunden Unterricht! Zu Beginn der Arbeitszeit wurde der Versuch für die letzte Aufgabe vorgeführt und die Messwerte an der Tafel notiert. Die Versuchsgeräte blieben die ganze Zeit sichtbar im Raum.

Hier die Aufgabenstellung als pdf-Dokument (zum Ansehen nachfolgenden Link mit linker Maustaste anklicken; zu Herunterladen auf den eigenen Rechner nach Klick mit der rechten Maustaste „Ziel speichern unter.." wählen):

Aufgabenblatt k2ph12g1-07b.pdf (31 kByte)


Die handschriftlichen Lösungen sind als Bilder eingefügt. Mit Rechtsklick in ein Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die Lösungs-Doppelseite auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten...

Lösungen (68 bzw. 27 kByte)

Klausur im Grundkurs 12 -- Lösungen Seiten 1 und 2      Klausur im Grundkurs 12 -- Lösungen Seite 3 (handschriftl)




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1. Grundkurs-Klausur 12 (Q1)

Aus meinem alten Unterricht im Physik-Grundkurs der Jahrgangsstufe 12 hier die erste Klausur, Vorgängerin der vorstehend gezeigten. Vor der Klausur gab es nur wenige Stunden Unterricht im neu übernommenen Kurs - nämlich Elektrostatik zur Einführung des Feldbegriffs, sodass die Aufgaben entsprechend gestellt werden mussten. Zu Beginn wurden drei Versuche je zweimal vorgeführt; anschließend hatten die Schülerinnen und Schüler zwei Schulstunden Bearbeitungszeit, die allerdings auch gebraucht wurden. Die Versuchsgeräte blieben die ganze Zeit sichtbar im Raum.

Hier die Aufgabenstellung als pdf-Dokument (zum Ansehen nachfolgenden Link mit linker Maustaste anklicken; zu Herunterladen auf den eigenen Rechner nach Klick mit der rechten Maustaste „Ziel speichern unter.." wählen):

Aufgabenblatt k1ph12g1-07.pdf (29 kByte)


Die handschriftlichen Lösungen sind als Bilder eingefügt. Mit Rechtsklick in ein Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die Lösungs-Doppelseite auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten...

Lösungen (je Doppelseite ca. 60..67 kByte)

Klausur im Grundkurs 12 -- Lösungen Seiten 1 und 2   Klausur im Grundkurs 12 -- Lösungen Seiten 3 und 4  




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Test 8

Schon einige Jahre alt, aber keineswegs veraltet (und immer noch hier, damit die SI nicht ganz vernachlässigt wird): Test der Klasse 8 zum Einstieg in die Elektrizitätslehre: Stromwirkungen, insbesondere die beiden Rechte-Hand-Regeln für die Magnetwirkung (um einen geraden stromdurchflossenen Draht bzw. um eine stromdurchflossene Spule) sowie die Funktion von Strommessgeräten unter Ausnutzung der Strom-Wirkungen standen auf dem Programm. Die oberen beiden Bilder zeigen die Aufgabenblätter (für die gleichwertigen Gruppen A und B), darunter finden sich die Lösungen - verkleinert und auf dem Kopf, um das vorzeitige Schielen nach der Lösung etwas zu erschweren. Denn: Selber denken macht bekanntlich schlau!
Mit Rechtsklick in jedes Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die Aufgaben und Lösungen auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten...

Aufgaben

A:Physiktest 8 -- Aufgaben A  B: Physiktest 8 -- Aufgaben B  

und hier nochmal die Aufgaben, jetzt mit Lösungen (Das dritte, mit „+" bezeichnete Blatt gehört als Rückseite zu beiden Gruppen. Hier sind alle vier im Unterricht behandelten Strommessgeräte gezeichnet. Im Test musste jeweils ein Gerät skizziert und beschrieben werden):

A:Physiktest 8 -- Aufgaben mit Lösungen A  B: Physiktest 8 -- Aufgaben mit Lösungen B   + Physiktest 8 -- Rückseite der Lösungsblätter (Aufg. 5)




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Test 6

Zur Akustik, dem letzten Gebiet, das in der sechsten Klasse bearbeitet wurde, gibt's einen Test im pdf-Format (Adobe-Acrobat-Reader erforderlich). Erst hatte ich befürchtet, der Test wäre zu umfangreich und hatte die Aufgaben 3 und 6b zu Zusatzaufgaben erklärt. Zumindest Aufgabe 3 wurde trotzdem von fast allen Schülerinnen und Schülern in der Viertelstunde bearbeitet!

Test der Klasse 6 zur Akustik im pdf-Format (7 kB)




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Verweise

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Freesytle Physics Der Schülerwettbewerb der Uni Duisburg in Physik
exciting-physics.de Auch wenn der Wettbewerb 2012 schon vorbei ist: die Aufgaben dieses Schülerwettbewerbs regen zum Bau phantasievoller Maschinen unter Ausnutzung der Physik an!
ZUM-Physik Physik-Materialien und Verweise der Zentrale für Unterrichtsmaterialen
DWU-Materialien Unterrichtsmaterialien für Mathematik (394 Seiten) und Physik (306 Seiten) von Dieter Welz auf dem ZUM-Server
Lehrer-Online Fachportal Physik
lo-net Selbstlernmaterial Über 11.000 Materialien zur Mathematik und Physik, u.a. aus der ehem. Sammlung von Thomas Unkelbach
Deutscher Bildungsserver Weiterblättern zur Physikseite oder Nutzen der Suchmöglichkeiten (Weitere Bildungsserver bei den Verweisen auf meiner Seite „& mehr")
Schulphysik.de Umfangreiches Angebot des Hochschullehrers Krahmer für den Physik-Unterricht in der Schule; auch: virtuelle Versuche, Java-Applets u.v.m. Mehrere Einstiegsseiten (u.a. auch Multimedia Physik) führen zu seinem Webangebot.
Physik Applets Die Java-Applets von Walter Fendt zur Physik sind schon legendär und in vielen Sprachen erhältlich (nur die neueren setzen eine Java-Installation auf dem eignen Rechner voraus; außerdem gibt's Applets zur Veranschaulichung vieler Mathematik- und einiger Astronomie-Probleme)
jakobvogel.net Hier zeigt Jakob Vogel einige gelungene Java-Applets zur (SII-) Physik. Schade, dass in letzter Zeit nichts Neues dazu gekommen ist! (meist Java-JRE ab Version 1.5 erforderlich!)
Physik am Weiterbildungskolleg Duisburg Einige Schülerinnen und Schüler ('Studierende') fassen hier den Physikstoff zusammen und nutzen dabei viele Applets von Walter Fendt (siehe vorangehender Verweis)
LeifiPhysik Umfangreiche, gute Materialsammlung zweier Lehrer für die Klassen 5-13
forPhys Lehrer Horst Hübel stellt ein gelungenes, in die Tiefe gehendes Webangebot zur Physik vor allem der Oberstufe bereit - inzwischen auch zur Quantenphysik. Zusätzliche Hinweise zur klaren Begriffsbildung richten sich an unterrichtende Lehrerinnen und Lehrer. Daneben gibt's Zusatzmaterial zu seinen Büchern. (Mehr Quantenphysik? s.u.!)
physik-schule Jens Bernheiden hat seine Physik-Unterrichtsmaterialen ins Netz gestellt. Außerdem gibt's auch Arbeitsblätter aus seinen anderen Fächern Mathematik und Informatik.
Physik-Arbeitsblätter K. Kleuters zeigt hingegen nur kleine Muster seiner Arbeitsblätter im Netz und will die Kopiervorlagen verkaufen...
Yenka-Programme Das frühere Crocodile Clips gibt's nicht mehr: Jetzt bietet Yenka die Neuauflage vieler Simulationsprogramme an. Heimlizenzen gibt's kostenlos! Weitere Simulationsprogramme gibt's z.B. auch bei den großen Schulbuchverlagen: siehe Verweise auf meiner Seite „& mehr"
physikerboard.de Hier kann man Fragen zur Physik 'posten' (aufschreiben), die dann von anderen Besuchern der Webseite beantwortet werden. Natürlich kann man auch selbst fremde Fragen beantworten. (Ebenfalls verfügbar: matheboard.de, informatikerboard.de und viele weitere Fächer!)
Physik 2000 dt. Hier gibt's eine interaktive Reise durch die Physik, wobei aktuelle Gebiete zum Teil in Dialogen und mit Java-Applets anschaulich vorgestellt werden. Die Uni Bonn beheimatet diese deutsche Version des amerikanischen Originals.
PhysikBox Die Uni Graz bietet u.a. Freihandversuche, und auf wieteren Reiteren Demoversuche, Software, ein virtuelles Physik-Museum (auch mit einigen Physiker-Biografien) -- reichhaltig und gelungen! Außerdem jetzt auch Quantenmechanik bzw. -physik visualisiert und animiert!
Quantenphysik für die Schule Hier wird die Quantenphysik als Schulstoff präsentiert: mit Erläuterungen, Aufgaben- u. Arbeitsblättern, Software und vier Experimentiervorschlägen (u.a. für einen Quantenradierer, der die Komplementarität zwischen Interferenz und Ortsinformation zeigt) (Quantenphysik gibt's auch bei Horst Hübel in „forPhys", s.o.)
Seilnachts Chemie Hier lohnt ein Blick über den Tellerrand, nämlich auf die umfangreichen und sehenswerten Chemie-Seiten von Thomas Seilnacht
Wissenschaft in die Schulen! WiS! bietet Oberstufenklassen in naturwissenschaftlichen Fächern zur Ergänzung des Lernstoffs kostenlos aktuelle wissenschaftliche Publikationen mit darauf abgestimmten didaktischen Materialien. Jearl Walkers Experimente des Monats, frpher hier zusammenhängend veröffentlicht, sind jetzt offenbar in den Materialien eingeordnet und werden z.T. bei der Materialrecherche nach einem bestimmten Thema mit gefunden.
Welt der Physik Umfangreiches und lohnendes Portal der deutschen physikalischen Gesellschaft und des Bundesforschungsministeriums - inkl. Veranstaltungskalender 'Physik vor Ort' und schöner physikalischer Hintergründe vieler Phänomene
PTB Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt wacht über die physikalischen Größen und Einheiten. Neben unterschiedlichen Berichten findet man unter 'Publikationen' u.a. die interessanten 'maßstäbe', die in letzter Zeit allerdings nur noch sporadisch erscheinen
CoData Die US-Einheitenbehörde NIST veröffentlicht hier die aktuellen Werte der Naturkonstanten (engl.)
Deutsches Museum Sehr empfehlenswerte Webseiten des größten deutschen Technik-Museums; echte Besuche sind in München auf jeden Fall lohnenswert und ratsam. In Bonn gibt's einen kleinen Ableger.
Deutsches Technikmuseum Berlin Dieses Technikmuseum wird noch erweitert, ist aber schon riesig. Längst lohnt ein (bzw. lohnen auch mehrere) Besuch(e) in Berlin. Im „Spektrum"-Teil des Museums kann man überall selbst Hand anlegen und ausprobieren!
Universum Science Center Bremen In Bremen kann man auf über 4000 m2 Ausstellungsfläche live (nicht nur die Natur-) Wissenschaft mit interaktiven Exponaten erleben; auch die Webseite vermittelt (unter „Ausstellung") viel von den rund 250 Lernstationen.
phaeno Wolfsburg Wolfsburg bietet nicht nur die Autostadt, sondern seit Ende 2005 in architektonisch interessantem Neubau mit dem Ausstellungszentrum „phaeno" auch das angeblich größte Science Center Deutschlands!
Phänomania/Phänomenta Auf dem Gelände der Zeche Zollverein in Essen wurde die ursprünglich als Erfahrungsfeld der Sinne eingerichtete Ausstellung 2006 um viele physikalische Experimente zum Ausprobieren und Anfassen erweitert - zwar viel kleiner als z.B. das Berliner Technikmuseum, aber für gut 2 Stunden Besuch ein lohnendes Ausflugsziel. Weitere Technikmuseen in Peenemünde und Carolinensiel!
Phänomenta (Flensburg, Peenemünde, Bremerhaven, Templin und Lüdenscheid) Die interaktive Ausstellung Phänomenta lädt inzwischen an fünf Orten Deutschlands zum Besuch, zum Ausprobieren, Mitmachen und Erleben ein. Die Webseite hält u.a. Bastelanleitungen für 52 Experimente für Zuhause oder für den Schulflur bereit...
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Interessante Seiten zum Weltraum und zur Luft- und Raumfahrt. Unter dem am linken Rand genannten Menüpunkt Nachwuchs findet man die Schülerpraktika in den DLR_Schülerlaboren (Schoollabs), schöne Schülerprogramme für verschiedene Altersstufen und Infos für Studenten.
Miniphaenomenta 53 Stationen bzw. Experimente für den Schulflur, einen Projekttag, Schulfeste o.ä., gerade auch für die Unter- oder Mittelstufe
Heinz-Nixdorf-Forum Paderborn Während die interessante und große Hauptausstellung des Museums der Geschichte und der Funktion von Computern gewidmet ist, finden auch lohnende Sonderausstellungen statt -- wie etwa von Ende Oktober 2012 bis Mitte Februar 2013 der kostenlos zu besichtigende Max Planck Science Tunnel
Nobel-Preise (engl.) offizielle Übersicht über alle Nobel-Preise und -Preisträger, nicht nur der Physik
Alternativer Ig-Nobelpreis (engl.) Alternativ zum Original gibt es seit 1991 auch einen inzwischen durchaus renommierten Gegen-Nobelpreis für Forschungen, die die Welt nicht braucht, z.B.: Kartoffelchips mit knackigem Kaugeräusch schmecken frischer (Ernährung 2008), Gürteltiere beeinflussen [durch Wühlen in Ausgrabungsstellen] die mexikanische Geschichtsforschung (Archäologie 2008), teure Placebos wirken besser (Medizin 2008), Cola ist sperma-abtötend oder nicht (Chemie 2008), Schwertschlucken birgt Risiken und Nebenwirkungen (Medizin 2007), Vanillearoma kann aus Kuhfladen gewonnen werden (Chemie 2007), rohe Spaghetti brechen ungleichmäßig (Physik 2006), gute Gruppenfotos gelingen mit bestimmbarer Wahrscheinlichkeit (Mathematik 2006). Hohe Handy-Klingeltöne, die Lehrer nicht mehr hören können, erhielten sogar den Friedenspreis 2006. Aber: Countrymusik erhöht die Selbstmordrate (Medizin 2004). Alle Themen und Preisträger hier! Und auf Deutsch gibt's die Preisträger von 2013 im web.de-Magazin

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