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

• den Verweis auf tolle Animationen zur Enstehung unseres Universums, erzeugt im Illustris-Projekt 2020
• eine Erklärung der Mondfinsternisse am 21.1.2019 und 27.7.2018 mit Medienkritik
• Hinweise auf verschiedene aktuelle Physikwettbewerbe 2023 und 'Physik im Advent'
• den Verweis auf die Biographien von Physikerinnen, die Mädchen zum Physik-Studium anspornen sollen
• eine Buchbesprechung vom "Abiturwissen Superbuch - Mathe & Physik"
• eine Buchbesprechung von Rebers „Physik espresso!"
• eine Buchbesprechung von Epsteins „Denksport Physik"
• einen Hinweis auf das Zentralabitur mit Link auf Materialien sowie die Lehrpläne 5 bis 9
• eine kurze, erläuternde Übersicht über den ganz aktuellen und frühere Physiknobelpreise mit Verweis auf weitere Informationen, u.a. auf die Ig-Nobelpreise (Sept./Okt. 2023)
• den Verweis auf versch. Marsmissionen einschließlich der drei Mars-Expeditionen im Februar 2021
• Merkspruch zur Anordnung der 8 (früher 9) Planeten unseres Sonnensystems (mit Hinweis auf die neue Rolle Plutos)
• Werte der Naturkonstanten und ein Referat über das neue SI-Einheitensystem seit Mai 2019
• die 4. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs EF zur Kreisbewegung (plus vorangehendes Übungsblatt, beides mit Lösungen) aus dem Juni 2017
• die 3. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs EF über Kräfte, Arbeit bzw. Energie sowie Leistung und Impuls
• zwei Schriftliche Übungen ("Tests") aus meinem Physik-Grundkurs EF, u.a. zur Vorbereitung der 3. Klassenarbeit,
  sowie Übungsblätter zur phys. Arbeit sowie zur Kräfteaddition und Kräftezerlegung (Dynamik)
• die 2. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs EF zur Kinematik (Bewegungslehre)
• die 1. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs EF über Physikalisches Messen und Mechanik/Kinematik (glf. Bew.)
• Vorbereitungen für die erste Klausur in der Einführungsphase der gymnasialen Oberstufe im Okt. 2016
• Zur Physik des Straßenverkehrs - Übungsblatt mit Lösungen zur Mechanik in der 11 bzw. EF
• die 2. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs 13 (Q2) über Wellen und Interferenzen, u.a. am Doppel- u. Einfachspalt
• die 1. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs 13 (Q2) über Schwingungen und Wellen
• die 4. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs 12 (Q1) über Magnetfelder, Lorentzkraft, Fadenstrahlrohr, Wienfilter und Induktion 
• die 2. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs 12 (Q1) zur Einführung der E-Felder
• die 1. Klausur aus meinem Physik-Grundkurs 12 (Q1) zur Einführung der E-Felder
• einen Test der Klasse 8 (E-Lehre: Stromwirkungen und Strom-Messgeräte) mit Lösungen
• einen älteren Test der Klasse 6 (Akustik)
• weitere Verweise auf fremde Seiten zur Physik, Astronomie und Raumfahrt sowie auf Seiten technischer Museen

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

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Illustris-Projekt 2020

Im internationalen Astronomie-Projekt "Illustris" (www.illustris-project.org) werden seit 2011 Prozesse in unserem Universum auf Hochleistungsrechnern simuliert; insbesondere geht es darum, die Entstehung und Entwicklung von Sternen und Galaxien besser zu verstehen. Die Idee: Wenn man die vermuteten Anfangsbedingungen und die wirkenden physikalischen Gesetze richtig programmiert und der Computer liefert nach der Simulation von 13,8 Milliarden Jahren in etwa ein Abbild unseres heutigen Universums, dann hat man offenbar Regeln und Anfangszustand korrekt erkannt. Noch gibt es da allerdings einiges zu tun und es muss immer wieder nachjustiert werden, aber inzwischen sind viele Simulationen schon sehr beeindruckend. Seit Kurzem zeigt eine Webseite der Frankfurter Allgemeinen Zeitung die schönsten im Supercomputer erzeugten Videos, Animationen und Bilder mit kurzen Erklärungen. Unbedingt ansehen:

https://www.faz.net/aktuell/wissen/illustris-projekt-wie-supercomputer-den-kosmos-entschluesseln-16640981.html

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Mondfinsternis vom 21.1.2019

Am Montagmorgen, dem 21.1.2019, gab es schon wieder eine totale Mondfinsternis mit Blutmond. Die Berichterstattung erschien mir diesmal z.T. besser als früher - hoffentlich wird bis zur nächsten in Deutschland gut sichtbaren Mondfinsternis im Jahr 2028 nicht wieder alles vergessen!

Weiß empfundenes Sonnenlicht besteht in Wirklichkeit aus einer Mischung von Licht vieler verschiedener Farben bzw. Frequenzen oder Wellenlängen. Bei einer totalen Mondfinsternis versperrt die Erde den direkten (Licht-)Weg zwischen Sonne und Mond; der Mond durchquert den Kernschatten der Erde und müsste währenddessen praktisch völlig schwarz sein. Nur das sehr schwache Licht anderer Sterne sorgt für eine ganz geringe, unzureichende Beleuchtung. Allerdings verfügt die Erde über eine Lufthülle, die als Sammellinse wirkt. Durch Brechung des Sonnenlichts an und in der Atmosphäre (sowie aufgrund von Beugung und Streuung) dringt etwas Licht nach dem Durchgang durch die Erdatmosphäre in den geometrischen Kernschattenbereich ein. Dass dieses eindringende Licht rot ist, hat aber mit der Brechung nichts zu tun. Vielmehr werden beim Durchgang des Sonnenlichts durch die Luft die kurzwelligen (=hochfrequenten) blauen Farbanteile gestreut und in verschiedenste Richtungen abgelenkt (der Teil, der davon auf die Erdoberfläche bzw. ins Auge eines Betrachters oder einer Kamera trifft, bewirkt das Himmelsblau). Nur ein minimaler Rest des kurzwelligen Lichts geht in der ursprünglichen Richtung weiter. Im Wesentlichen bleibt nur das rote Licht übrig. Das kennen wir von der Rotfärbung der Sonne bei Sonnenauf- oder -untergang; jetzt ist der Lichtweg durch die Lufthülle aber sogar doppelt so lang, sodass nur noch ganz dunkelrotes Licht übrig bleibt. Von diesem Licht gerät durch Brechung und Beugung etwas in den theoretischen Kernschatten und beleuchtet den Mond damit schwach dunkelrot. Die nachfolgende, nicht maßstabsgerechte Zeichnung verdeutlicht das Gesagte. Der (im Bild einfach schraffierte) Übergangsschatten wird allmählich zum äußeren (oberen bzw. unteren schrägen) Rand hin immer schwächer, weil die Sonne ja eine ausgedehnte Lichtquelle ist. (Die gelegentlich gefundene Bezeichnung 'Halbschatten' ist hier nicht richtig, weil die sich nur auf den klar umgrenzten, zum Rand hin nicht abnehmenden Schattenwurf von genau zwei punktförmigen Lichtquellen bezieht. Für die Sonne ist 'Übergangsschatten' korrekt). In der Erdatmosphäre wird das nach rechts weiter gehende Licht erst gelblicher, dann orange und schließlich rot. Gezeigt ist ein Schnittbild: Licht, das in der Lufthülle gestreut wurde und blau aus der Zeichenebene heraus geht, wurde nicht eingezeichnet.

Der Mond befand sich am 21.1.2019 übrigens nur etwas über eine Stunde lang im Kernschatten der Erde (kariert eingezeichneter Bereich, der eigentlich bis auf den leicht rötlichen Rand tiefschwarz sein müsste. Er wurde statt dessen grau gezeichnet, damit man die Beschriftung noch lesen kann). Da jetzt der Mond - anders als bei der Finsternis vor einem halben Jahr (s.u.) - besonders nahe an der Erde war, war er schön groß zu sehen und wird daher auch als Supermond bezeichnet.

Als Beispiele für Medienberichte seien z.B. RP-Online genannt, außerdem mit leider schwammiger, allenfalls halbrichtiger Erklärung (Staub und Asche statt Beugung!) der Spiegel, während man auf bento.de zum Glück eine richtige Erklärung findet.

Mondfinsternis vom 27.7.2018

und Medienkritik

Am Freitag, 27.7.2018, war die längste Mondfinsternis dieses Jahrhunderts. Der Mond hat 103 Minuten zur Durchquerung des Kernschattens gebraucht. Die unterschiedlichen Zeitdauern ergeben sich, weil der Mond nicht auf einer exakten Kreisbahn um die Erde "kreist", sondern auf einer Ellipse. Die mittlere Mondentfernung beträgt 384 000 km, aber am erdnächsten Punkt ist er tatsächlich nur 356 000 km, am erdfernsten Punkt hingegen 407 000 km von uns entfernt. Während die Bahngeschwindigkeit des Mondes in Erdnähe etwas größer ist, ist er in Erdferne etwas langsamer (2. Kepler-Gesetz), sodass dort der Mond länger im Erdschatten bleibt. Außerdem bewegten sich am 27.7.2018 Mond und Erdschatten in gleicher Richtung, sodass der Mond dieses Mal noch länger im Schatten verweilt. Und der Mond durchquerte den Erdschatten jetzt praktisch auf dem Durchmesser statt nur auf einer kürzeren, nicht zentralen Sekante. Dank des klaren Wetters war die Mondfinsternis gut zu sehen und konnte sogar mit einer Handy- oder Kompaktkamera aus der Hand erkennbar aufgenommen werden (s. Foto: Mond links oben).

Bekanntlich können Mondfinsternisse immer nur bei Vollmond entstehen - wenn die Sonne auf der einen Seite der Erde und der Mond gegenüber auf der anderen Seite der Erde steht. Und sehen können wir die Finsternis nur, wenn wir uns während des Ereignisses gerade auf der Nachtseite der Erde befinden und dem Mond zugewandt sind. Stehen Sonne und Mond hingegen auf der gleichen Seite der Erde, blicken wir von der Tagseite der Erde auf die dunkle, unbeleuchtete Nachtseite (Rückseite) des Mondes und nennen diese Dunkelheit Neumond. Voll- und Neumond wiederholen sich abwechselnd mit einer Periode von etwa 28 Tagen. Weil die Erdbahn (Bahnebene der Erde um die Sonne) und die Mondbahn (Bahnebene des Mondes um Erde) leicht gegeneinander geneigt sind, stehen sich Sonne und Mond auch bei Vollmond normalerweise nicht ganz exakt gegenüber, sodass das Sonnenlicht an der Erde vorbei auf den Mond fallen kann und wir die ganze beleuchtete Vorderseite als Vollmond sehen. Nur recht selten - eben bei Mondfinsternissen - steht die Erde genau zwischen Sonne und Mond und blockt das Sonnenlicht ab, d.h. der Mond bleibt zumindest für einige Zeit dunkel. Davor und dahinter kann man eine partielle Mondfinsternis sehen, nämlich wenn der Mond allmählich in den Erdschatten wandert oder schon wieder aus ihm heraus kommt, und nur ein Teil des Vollmondes abgeschattet ist. Steht der Mond nicht ganz präzise gegenüber der Sonne, so gibt es möglicherweise keine totale Mondfinsternis, sondern es bleibt immer ein mehr oder weniger großer beleuchteter sichelförmiger Rand sichtbar (eine solche nur partielle Mondfinsternis war zuletzt z.B. am 8.8.2017 von Deutschland aus sichtbar).

Solange genug direktes Licht auf den Mond fällt, sieht man den 'Blutmond'-Effekt nicht. Erst bei einer totalen Mondfinsternis merkt man, dass immer noch etwas rotes Licht auf den Mond fällt und er nicht völlig unsichtbar, sondern als schwach rötliche Scheibe erkennbar ist (siehe Foto oben). Dieses rote Licht kommt aus der Erdatmosphäre: Die auf- und untergehende Sonne erscheint ja auch rot, weil ihr Licht bei streifendem Einfall und damit einem langen Weg durch die Lufthülle der Erde den blauen Anteil verliert und dadurch das verbleibende Licht rötlicher erscheint (Das blaue Licht strahlt nach oft mehrfacher [Rayleigh-]Streuung in der Luft in beliebige Richtungen; nur noch ein kleiner Teil geht geradeaus. Das gestreute blaue Licht geht nicht nur in alle Richtungen, sondern scheint deshalb auch von überall her aus der Luft zu uns zu kommen und sorgt für unser Himmelsblau. Auf Himmelskörpern ohne Lufthülle ist auch der Taghimmel schwarz!). Licht, das ganz am Rand der Erde vorbei streift, hat einen besonders langen Weg durch die Atmosphäre und kaum noch kurzwellige Anteile, sondern ist nur noch rot. Gelangt ein Teil davon durch Beugung ebenso wie durch Brechung (terrestrische Refraktion) in den Schattenraum der Erde und damit auf den Mond, erscheint der - weil er sonst nicht beleuchtet wird - rötlich.

Anders als bei der letzten totalen Mondfinsternis vor drei Jahren (am 28.9.2015) wurde jetzt in den Medien zum Glück deutlich weniger Esoterik und Panikmache um die wegen der roten Farbe auch Blutmond genannte Erscheinung verbreitet. Denn mit Blut oder etwas Bösem hat das nichts zu tun: dann müssten wir uns täglich bei jedem Sonnenauf- und -untergang und bei jedem Morgen- oder Abendrot fürchten.

Ein Beispiel für die alte, unsachliche und angstschürende Berichterstattung findet sich z.B. noch auf Focus-Online: Seit 2015 gefällt sich dort ein Video im Aufzählen merkwürdiger Vorstellungen (http://www.focus.de/wissen/videos/spektakel-am-nachthimmel-das-rote-blutmond-orakel-sind-diese-bilder-der-anfang-des-weltuntergangs_id_4976776.html).

Andere Medien haben auch seither nicht verstanden, wie eine Mondfinsternis wirklich entsteht. So ist die Darstellung der Bildzeitung (auf http://www.bild.de/themen/specials/mondfinsternis/news-nachrichten-news-fotos-videos-18375380.bild.html) immer noch fehlerhaft. Hier wird seit mindestens dreieinhalb Jahren fälschlich behauptet, 'Bei einer Mondfinsternis steht der kleine Mond direkt zwischen Sonne und Erde. Der Schatten der Erde fällt auf ihn..'. Nicht der Mond steht in der Mitte, sondern die Erde steht zwischen den beiden anderen Himmelskörpern. Wie sonst könnte ihr Schatten auf den Mond fallen? Ein solcher Fehler spricht nicht gerade für Recherche-Qualität oder Sorgfalt.

Aber auch im Fernsehen (z.B. in der Tagesschau von "Das Erste") wurde am 27. und 28.7.2018 jeweils das gleiche irreführende Bild gezeigt: Zwar waren die Positionen der Himmelskörper richtig (wenn man die Sonne links außerhalb des Bildes vermutet), aber die angedeuteten Regenbogenfarben legen fälschlich prismatische Farbzerlegung (an Stelle der in Wirklichkeit bestimmenden Streuung) nahe. Das war wohl leider auch gemeint: In den Tagesthemen vom 27.7. konnte man nämlich sogar den Titel 'Lichtbrechung durch Erdatmosphäre' lesen, gleichzeitig wurde aber (richtig) von Streuung und Beugung gesprochen (etwa ab Zeitmarke 00:09:46 in der knapp 16-minütigen Zusammenfassung auf https://www.ardmediathek.de/tv/Tagesthemen/tagesthemen/Das-Erste/Video?bcastId=3914&documentId=54590886; daraus nebenstehendes Bild). Bei Lichtbrechung wie im Bild hätte der am 27.7.2018 in Mondnähe gut sichtbare Mars ja grün oder blau erscheinen müssen, war aber tatsächlich wie immer weiß-rötlich. In Wirklichkeit gibt es keine gelben, grünen oder blauen Zonen um den Kernschatten und die Farbzerlegung (Dispersion) durch Lichtbrechung findet nicht statt bzw. spielt neben dem stärkeren richtigen Effekt keine Rolle. Würde doch Lichtbrechung zu farbabhängigen Unterschieden führen, müssten die Farben außerdem genau anders herum sein: Die im Vergleich zum Vakuum des Weltraums optisch etwas dichtere Lufthülle der Erde wirkt als Konvex- bzw. Sammellinse. Und da werden (wie beim Prisma -- Ältere erinnern sich an das Cover des Pink-Floyd-Albums 'The Dark Side Of The Moon') die blauen Strahlen am stärksten gebrochen, d.h. in der Mitte (im Kernschatten) wäre das blaue Licht, dahinter bzw. jeweils weiter außen schlössen sich grünes, gelbes und ganz außen das rote Licht an. Der Blutmond müsste danach ein Blaumond sein und sogar seine Farbe bei seinem Weg in, durch den oder aus dem Erdschatten ändern, würde also auch mal gelb oder ganz grün erscheinen oder zumindest entsprechende farbige Streifen zeigen müssen. Tatsächlich ist er aber im Schatten immer nur schwach rot und sonst weiß. Denn, wie gesagt, nicht Dispersion bei der Brechung, sondern Streuung (Herausfiltern des kurzwelligen, blaueren Anteils durch Ablenkung) ist für die rötliche Farbe des durch die Erdatmosphäre gelangten Lichts verantwortlich. Andere Spektralfarben treten nirgendwo in Erscheinung!

Die Sonne ist außerdem eine ausgedehnte Lichtquelle, wo viele Punkte der Oberfläche Licht in verschiedene Richtungen aussenden. Die Bedingungen für die Farbzerlegung am Prisma sind dabei nicht gegeben: dafür bräuchte man nur ein eng begrenztes paralleles Lichtbündel (einen 'Strahl') von einem einzigen Punkt bzw. durch einen Spalt, damit Überlagerungen mit anderen zerlegten Strahlen den Effekt nicht wieder zunichte machen. So wird z.B. das Licht eines Autoscheinwerfers durch die Prismenscheibe davor gebrochen, damit es auf die Fahrbahn und nicht in die Augen Entgegenkommender gelangt. Hält man mit dem Auto vor einer Wand, so sieht man - vielleicht bis auf einen sehr schmalen Farbsaum ganz am Rand, wo sich nicht mehr genügend Strahlen überlagern - einen großen Lichtfleck, der überall weiß ist. Er ist nicht oben rot, darunter orange, gefolgt von einer grünen Mitte, die schließlich unten in einen breiten bauen Streifen übergeht, sondern ist wirklich großflächig weiß. Die Brechung des Sonnenlichts bewirkt analog nur die 'Biegung'/Ablenkung des (zum Schluss nur noch roten) Lichts durch die unterschiedlich dichten Atmosphärenschichten und sorgt neben der Beugung für das Eindringen des Lichts aus der irdischen Lufthülle in den geometrischen Kernschattenraum, führt aber im Gesamtergebnis aller überlagerten Strahlen selbst nicht zur Farbveränderung oder -aufspaltung. Wäre das Sonnenlicht nach Durchqueren der Lufthülle noch weiß, würde es trotz Brechung auch weiß auf dem Mond ankommen!
In der Fernseh-Grafik wurde für die Färbung also der falsche Effekt und der noch in falscher Farbreihenfolge dargestellt. Vielleicht sollte man nachdenken, die Hilfe der hausinternen Wissenschaftsredaktionen in Anspruch nehmen, bei der nächsten Sternwarte oder Uni anrufen oder Physiker(innen) fragen, bevor man solchen doppelten Unsinn zeichnet und mehrfach sendet.

Auch im Kindernetz des Südwestrundfunks SWR wurde in einem Video eine unzutreffende Farbzerlegung gezeigt. Nach der Kritik hier auf der Webseite und auf meinen Hinweis hin wurde die beanstandete Szene Anfang November 2018 ersetzt. Zwar halte ich das verbesserte Video ingesamt noch lange nicht für ideal: Vor und zum Text "..der Mond wandert langsam in den Schatten der Erde.." steht der Mond still (schon die ganze Zeit im Kernschatten!) bzw. scheint sich wegen einer Zoom-Fahrt eher mit der Erde von der Sonne weg zu bewegen (statt seitlich in den Erdschatten zu wandern). Und in der Ersatzszene (etwa von der 28. bis 32. Sekunde) ist ärgerlich, dass von der Nachtseite der Erde fälschlich ein weiß-grauer Lichtkegel ausgeht, während das an der Erde oben und unten vorbei strahlende Sonnenlicht schwarz dargestellt wird. Die Sonne im Film sendet kein weißes Licht in alle Richtungen aus, sondern gibt nur ein gelbes Lichtbündel Richtung Erde ab. Aber sehen Sie selbst die 43-Sekunden-Animation auf http://www.kindernetz.de/infonetz/tiereundnatur/planeten/mondfinsternis/-/id=27594/nid=27594/did=27614/8a7phh/.

Offenbar darf man also auch als seriös geltenden Quellen (wie etwa den oben zuerst genannten Online-Magazinen einer großen Wochen- bzw. Tageszeitung oder sogar den Sendungen und Webseiten des öffentlich-rechtlichen Fernsehens) selbst bei lange im Voraus recherchierbaren, zudem ideologisch völlig unbelasteten, unpolitischen, nicht interesse-geleiteten und gänzlich unstrittigen Themen nie unkritisch bzw. ohne Plausibilitätskontrolle glauben. Über den Wahrheitsgehalt von kurzfristigen Berichten zu brisanteren Themen möchte man da besser gar nicht erst spekulieren. So bleibt fast zu hoffen, dass nur ausgerechnet wissenschaftlichen Themen seitens der Journalist(inn)en wenig Aufmerksamkeit geschenkt wird, zumal immer wieder Redakteure und Moderator(inn)en leider noch stolz verkünden, von Naturwissenschaft und Technik keinerlei Ahnung zu haben. Irgendwo gefundene bunte Grafiken werden dann wohl gerne unhinterfragt übernommen, selbst wenn sie jeder Beobachtung und dem gesunden Menschenverstand (und der Physik) widersprechen.

Zum Glück veranschaulicht Planet-schule (ebenfalls vom Südwestrundfunk SWR) unter "Versuch" die Bewegung der drei Himmelkörper und die möglichen verschiedenen Finsternisse korrekt (allerdings wird die auf der Webseite abgebildete Rotfärbung nicht erklärt und in der Animation im kleinen Bild 'Von der Erde aus gesehen' auch nicht gezeigt): https://www.planet-schule.de/sf/php/mmewin.php?id=81 (Flash-Player-Plugin benötigt).

Auf Wikipedia findet man speziell für den 27.7.2018 zwar keine, dafür aber im umfangreichen allgemeinen Mondfinsternis-Artikel gleich zweimal die richtige Erklärung für die Farbe (Abschnitte 2.1 und 6.1 - Stand November 2018 und auch noch Januar 2019). An der zweiten Stelle könnte beim flüchtigen Schauen durch die vier Bilder 'Mondfinsternis in den drei Primärfarben..' zwar zunächst der irrige Eindruck entstehen, man müsste den Mond auch in grün und blau sehen können (wie es aus der falschen Fernseh-Erklärung folgen würde). Genaueres Lesen zeigt aber, dass es sich bei den 3 rechten Bildern um die (künstlich erstellten) Farbauszüge des linken Bildes handelt. Bekanntlich muss man das sichtbare linke Bild anteilig in die drei Grundfarben zerlegen, um es auf dem Bildschirm durch Ansteuerung von jeweils drei Farbpünktchen anzeigen zu können, die gemeinsam einen Bildpixel bilden. Die drei Primärfarbenbilder sind aber einzeln ohne Hilfsmittel nicht zu sehen, sondern ergeben erst zusammen das linke, sichtbare Bild -- bei dem eben die rötliche Farbe überwiegt. Es ist erkennbar, dass im 3. Bild weniger grün und im 4. Bild viel weniger blau ist als rot im 2. Bild, d.h. die kurzwelligeren Anteile sind (wegen der Streuung) geschwächt.

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Physik-Wettbewerbe 2023

und "Physik im Advent"

• Jährlich finden internationale Physik-Olympiaden statt. In mehreren Runde können sich Schülerinnen und Schüler im Alter bis höchstens 20 Jahren qualifizieren, bis die maximal 5 Besten einer jeden Nation an der letzten, internationalen Runde teilnehmen können. Die Aufgaben der ersten Runde für den Wettbewerb 2023 mussten schon im September 2022 abgegeben werden, auch wenn die Siegerehrung nach der letzten Runde erst für den Juli 2023 in Tokio geplant ist. Insofern müssen (Neu-)Interessent(inn)en wohl auf den 54. Wettbewerb 2024 vertröstet werden. Eine direkte (Online-)Teilnahme ist offenbar nicht möglich, aber im April 2023 sollten den Schulen die Aufgabenblätter für die neue erste Runde zugehen. Bitte im April/Mai 2023 an der eigenen Schule nachfragen und Lösungen bis spätestens 14.September 2023 einreichen! Natürlich kann man jetzt über ehemalige Preisträger lesen und lassen sich auch jetzt noch die Aufgaben früherer Jahrgänge ansehen und lösen:

www.scienceolympiaden.de/ipho

• Ebenfalls vom IPN in Kiel wird auch die Internationale Junior Science Olympiade IJSO betreut. Die Anmeldung für Kinder und Jugendliche von maximal 15 Jahren für den Wettbewerb 2023 müssen (zusammen mit den Lösungen der ersten Aufgabenrunde) bis zum 15.1.2023 eingereicht werden. Also schnell sein - sonst ab Herbst 2023 für den Wettbewerb 2024 anmelden. Alte und aktuelle Aufgaben und mehr Informationen auf

www.scienceolympiaden.de/ijso

• Auch angekündigt ist der 2023er Wettbewerb freestyle-physics der Uni Duisburg/Essen. Die Aufgaben werden Anfang 2023 erscheinen und müssen bis zur Anmeldung im Frühjahr gelöst werden. Das Finale findet vom 13. bis 16.5.2023 in Duisburg statt. Leider kann ich im Moment nichts Genaueres mitteilen, da die Freestyle-Webseite Anfang Januar 2023 nach einem Hacker-Angriff auf die Server der Uni nur im Notbetrieb verfügbar war. Interessenten werden dort gebeten, sich per e-Mail bei den Veranstalteren zu melden. Vielleicht steht aber inzwischen schon wieder mehr auf

www.freestyle-physics.de

• Ebenfalls läuft der Schülerwettbewerb GYPT der Deutschen Physikalische Gesellschaft: Man muss ein Physikrätsel lösen und die Lösung live anderen Teilnehmer(inne)n vorstellen und diese von der eigenen Idee überzeugen. Leider ist die Anmeldefrist (1.12.2022) für den 2023-Wettbewerb schon vorbei. Die erste Runde des 10. German Young Physicists' Tournament wird nämlich schon im Januar 2023 in verschiedenen Gypt-Zentren oder online ausgetragen, wo die Teilnehmer(innen) aufeinander treffen und die mitgebrachten bzw. vorbereiteten Lösungen in englischer Sprache einander vortragen müssen. Die Sieger der ersten Runde kommt in die Endausscheidung, die Anfang März 2023 im Rahmen einer 3-tägigen Veranstaltung in Bad Honnef stattfindet. Die Anmeldung bis spätestens zum 1. Dezember 2022 erfolgen musste, bleibt jetzt nur die Hoffnung auf den 11. Wettbewerb, zu dem man sich vermutlich ab September 2023 anmelden kann. Neben Spaß, Vergleich mit Gleichaltrigen, Ehre und Preisen winkt die Teilnahme-Möglichkeit am Weltcup.

www.gypt.org

• Inzwischen gibt es auch von der MNU, dem Verband zur Förderung des MINT-Unterrichts (vormals: Förderung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts) wieder einen Physik-Wettbewerb. Aktuell läuft - nach zwei Jahren Corona-Pause - der 29. bundesweite Wettbewerb. Es gibt zwei unterschiedliche Niveaus: die Juniorstufe und die Stufe für Fortgeschrittene. Für beide Gruppen sind Aufgabenblätter online. Die Lösungen müssen bis zum 14.1.2023 per Brief eingeschickt werden. Allerdings war wohl schon im Dezember 2022 Anmeldeschluss für die offenbar zuvor nötige Online-Registrierung. Deshalb jetzt Aufgaben 'nur so' ansehen und zum Spaß bearbeiten und sich dann rechtzeitig ab September 2023 für den nächsten, 30. MNU-Physikwettbewerb registrieren:

https://www.mnu.de/wettbewerbe#physikwettbewerb

• Besonders interessant und vielseitig ist natürlich "Jugend forscht" mit vielen verschiedenen Themenfeldern (und zwei Altersstufen), wo man über Regional- und Landeswettbewerbe bis zum Bundessieger aufsteigen kann. Anmeldungen für die Wettbewerbe 2023 waren nur bis zum 30. November 2022 möglich; die Regionalwettbewerbe sind im Februar 2023. Aber offenbar kann man sich bereits jetzt (und spätestens bis Herbst 2023) für die nächste Teilnahme anmelden bei

www.jugend-forscht.de

• Eine Übersicht weiterer - nicht nur physikalischer - Wettbewerbe findet sich auf der Seite der Arbeitsgemeinschaft bundesweiter Schülerwettbewerbe

bundeswettbewerbe.de/wettbewerbe

• Nicht nur für Mathematik und Kryptologie gibt's Adventskalender (vgl. meine Mathematik- bzw. meine Informatik-Hauptseiten): Mit PiA - Physik im Advent - tritt seit 2013 auch ein Physik-Kalender an. Er war 2022 erneut am Start: Interessent(inn)en konnten vom 1. bis 24. Dezember 2022 jeden Tag ein Video ansehen, um anschließend Fragen zum Versuch bzw. zur dahinter liegenden Physik zu beantworten. Einmalig anmelden musste man sich nur noch, wenn man seine Lösungen per e-Mail einsenden wollte, um Spiele, Bücher, Experimentierkästen, ein Tablet oder sogar eine Reise zu gewinnen. Der Physikkalender richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 10; neben der Einzelteilnahme konnten auch Klassen oder sogar ganze Schulen gemeinsam teilnehmen. Im Januar 2023 war der 2022er-Kalender noch online und die Türchen konnten geöffnet werden: Hinter jeder Tür verbarg sich jetzt das Lösungsvideo und darunter die ursprüngliche Aufgabe. Im ARCHIV (ganz unten auf der Startseite verlinkt) kommt man außerdem noch zu den Jahren 2013 bis 2021. In der Galerie am Anfang jeder Jahresseite kann man z.B. so lange nach rechts gehen, bis man das Foto des Kalenders mit den 24 Türchen sieht. Der Klick auf das Bild öffnet den jeweiligen alten Kalender und man kann sich dort durch Anklicken der Türen das jeweilige Lösungs- und Aufgabenvideo ansehen. Für die Teilnahme ab 1.12.2023 mit geplanter Lösungsabgabe bitte schon früh im November 2023 anmelden (die Bestätigung kann schon mal im Spam-Ordner des e-Mail-Postfachs landen, bitte ggf. nachsehen!); also hin zu

www.physik-im-advent.de

Hinweis: Auf Online-Adventskalender zur Mathematik oder Informatik verweise ich auf meinen jeweiligen Hauptseiten zum Fach!

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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, belegte der Katalog einer 2013 konzipierten gemeinsamen Ausstellung der deutschen und der österreichischen physikalischen Gesellschaft mit dem Titel

Liese Meitners Töchter - Physikerinnen stellen sich vor

Von der genannten Webseite oder von oepg.at 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!

Übrigens wurde Ende 2018 endlich - nach zwischenzeitlich 55 Jahren mit rein männlichen Preisträgern - mit Donna Strickland wieder eine Frau mit dem Physik-Nobelpreis bedacht. Sie war erst die dritte Frau, die diese Auszeichnung erhielt! Umso schöner, dass nur 4 Jahre später, 2020, mit Andrea Ghez erneut ein Frau bei den Geehrten ist. Einzelheiten siehe weiter unten bei den Nobel-Preisen!

Leider erst im September 2023 habe ich einen Bericht des Fernsehsenders ARD-alpha von 2021 gefunden, der unter der Überschrift "FrauenGeschichte - Frauen schreiben Geschichte" über das Schicksal von Caroline Herrschel informiert. Sie hatte offenbar nicht nur maßgeblichen Anteil an Erfolgen Ihres als Astronom bekannt gewordenen Bruders, sondern ist selbst auch mit vielen Entdeckungen hervor getretent, wobei sie schon damals - als es Frauen in der Wissenschaft noch viel schwerer hatten - trotz aller Widerstände zum Glück schon viel Anerkennung fand. So wurde sie 1828 als erste Frau mit der Goldmedaille der britischen Royal Astronomical Society ausgezeichnet und erhielt 1848 ebenfalls eine Goldmedaille der Preußischen Akademie der Wissenschaften.

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Buchbesprechung 1

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. Im Juli 2018 über Amazon(-Marketplace) 'gebraucht' ab 8,45 € (plus 3€ Versand) bei verschiedenen Versendern.

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):

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.

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

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 - wird seit Oktober 2016 zum Glück offenbar nicht mehr angeboten.

Darauf hatte ich mich 2009 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

Lewis Epstein: Denksport Physik - Fragen und Antworten. dtv 2006 bzw. 7. Auflage 2009 (ISBN 978-3-423-24556-2), 580 Seiten, 19,50 Euro. Aktuelle Taschenbuchauflage (von 2011 ?) mit 592 Seiten für 11,90 € (Stand Juli 2018).

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.

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. Leider finden sich auf der Verlags-Webseite im/seit Sommer 2018 nicht mehr die früher hier einmal sichtbaren Probeseiten des Buchs.

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Zentralabitur und Lehrplan S II

Wegen des Zentralabiturs finden - wie in anderen Fächern auch - im aktuellen Physik-Unterricht der Oberstufe immer wieder einige kleinere Themenverschiebungen und/oder veränderte Gewichtungen statt, um Schülerinnen und Schülern optimal auf die jeweils angekündigten Prüfungsaufgaben bzw. die jetzt als besonders wichtig erklärten Themengebiete vorzubereiten. Die folgenden Links wurden im Oktober 2016 aktualisiert, nachdem - bis auf die Oberstufen-Lehrpläne - die offiziellen Seiten des nordrhein-westfälischen Schulministeriums auf gesicherte Server (mit https://) umgezogen sind.

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

https://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/cms/zentralabitur-gost/faecher/

Natürlich gilt weiterhin der Lehrplan KLP_GOSt_Physik.pdf (ca. 350 kB; erreichbar über http://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplannavigator-s-ii/gymnasiale-oberstufe/index.html -- dort auch weitere Hinweise und Beispiele und Anregungen für schulinterne Lehrplanumsetzungen) 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 10 der Gymnasien in Nordrhein-Westfalen, die nach der seit 2019/2020 aufsteigend wieder aufgehobenen Schulzeitverkürzung gelten. Hier eine Übersicht über die Pläne

https://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplannavigator-s-i/gymnasium-aufsteigend-ab-2019-20/index.html

wobei für Physik dort direkt die pdf-Datei https://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplan/208/g9_ph_klp_%203411_2019_06_23.pdf gewählt werden kann.

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Physiknobelpreise 2023
und der Vorjahre

• Wie Anfang Oktober 2023 bekannt wurde, wird auch der Physiknobelpreis 2023 wieder dreigeteilt: Im Dezember sollen der in Deutschland arbeitende und in Ungarn geborene Ferenc Krausz sowie die Französin Anne L'Huillier (arbeitet in Schweden) und ihr Landsmann Pierre Agostini (forschte zuletzt in den USA) geehrt werden. Nach ersten Versuchen und den theoretischen Vorarbeiten von L'Huillier gelang es den beiden Männern, "Bilder" von Elektronenwolken in extrem kurzen Zeitabständen aufzunehmen, sodass man die Elektronenbewegung "sehen" bzw. in Zeitlupe nachvollziehen kann. Damit könnte man chemischen Verbindungen beim Entstehen zusehen, aber offenbar auch biologische Vorgänge im Körper verfolgen und enträtseln. Auch für das Verständnis von Vorgängen im Handy oder Computer soll die Technik einsetzbar sein. Die zu den Aufnahmen verwendeten Blitze haben eine Dauer von nur etwa 0, 000 000 000 000 0001 Sekunden!
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• Der Physiknobelpreis 2022 ging an die drei Physiker Alain Aspect (F), John Clauser (USA) und Anton Zeilinger (A). Die drei Forscher erhielten den Preis für ihre Arbeiten über verschränkte Quantenzustände.
  
  Bekanntlich haben kleinste Teilchen merkwürdige Eigenschaften. So können z.B. Impuls und Ort nicht gleichzeitig genau gemessen werden (Heisenbergs Unschärferelation). Außerdem kann sich ein Teilchen offenbar gleichzeitig in verschiedenen, überlagerten Zuständen befinden. Erst bei einer Messung ‚entscheidet' sich das Teilchen für einen konkreten Zustand. Schon Anfang der 1930er Jahre wurde aus der damals neuen Quantentheorie auch abgeleitet, dass zwei Teilchen in solchen überlagerten Zuständen ‚verschränkt' sein können, wobei die Messung an einem Teilchen auch das andere zwingt, den gleichen konkreten Zustand anzunehmen - selbst wenn es sich in großer Entfernung befindet und nicht gleichzeitig gemessen wird. Viele damalige Physiker (u.a. Einstein) trauten den Folgerungen aus der Quantenmechanik nicht und glaubten, dass noch unbekannte, versteckte Variablen (z.B. informationsübertragende Austauschteilchen) das seltsame Verhalten klassisch erklären könnten. Mit dem Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon sollte in einem Gedankenexperiment die Verschränkung ohne vermittelnde versteckte Variablen und damit die ‚spukhafte Fernwirkung' als Verstoß gegen das klassische Lokalitätsprinzip ad absurdum geführt werden - obwohl schon 1934 John von Neumann mathematisch bewies, dass versteckte Variablen in der Theorie unmöglich wären. Durch Arbeiten von John Bell 1964 wurde aber allgemein bekannt, dass v. Neumanns Beweis fehlerhaft war (obwohl Grete Hermann das schon 1935 aufgefallen war, sie aber kein Gehör gefunden hatte). Bell überlegte 1965 darüber hinaus, wie man experimentell entscheiden könne, ob die quantenmechanische Deutung mit Verschränkung oder die halbklassische Hypothese mit versteckten Variablen gilt.
  Der heutige Preisträger John Clauser führte ab 1974 entsprechende Versuche durch; Alan Aspect verfeinerte und verbesserte sie und konnte 1982 überzeugend zeigen, dass die Bellsche Ungleichung verletzt und damit die Versteckte-Variablen-Hypothese falsch ist. Anton Zeilinger gelang dann ab den 1990er Jahren sogar, in Experimenten Daten durch verschränkte Teilchen in die Ferne zu übertragen (Quanten-Teleportation). Er legte damit die Grundlage u.a. für Quantencomputer und Quantenkryptografie, an deren Entwicklung zur Serienreife inzwischen weltweit gearbeitet wird.
  
  Dass die Quanten-Verschränkung wirklich praktischen Nutzen verspricht, wurde vom Nobelkomitee hervor gehoben. Die heute gut 70-, fast 80-jährigen Forscher waren schon 2010 für ihre Erfolge mit dem israelischen Wolf-Preis für Physik ausgezeichnet worden. (2022 erhielten übrigens Anne L'Hullier (S), Paul Corkum (CDN) und Ferenc Krausz (H/D) den ‚Physik-Wolf' für ihre bahnbrechenden Arbeiten auf dem Gebiet der ultraschnellen Laser, der Attosekundenphysik und der hochauflösenden Bildgebung).
  
  Erste Medienberichte nach der Bekanntgabe in/von: Spektrum der Wissenschaft (SciLogs), ARD-alpha, Welt der Physik, oder Deutschlandfunk.

• Physik-Nobelpreis 2021 bekamen am 10. Dezember 2021: S. Manabe (JP), Klaus Hasselmann (D) (je 25%) und G. Parisi (I) (50%). Die drei teilen sich den Preis für ihre 'bahnbrechenden Beiträge zum Verständnis komplexer physikalischer Systeme'. Sie haben Klimamodelle (insbesondere zur Erderwärmung) entwickelt bzw. allgemein erforscht, wie chaotische Systeme in verschiedenen Maßstäben funktionieren. Sofort-Berichte der ARD-Tagesschau, der ZDF-Nachrichten oder der Tageszeitung (taz) vom 5.10.21 sind noch etwas oberflächlich. Sicher finden Sie inzwischen weitere Artikel, die die Leistungen der drei Preisträger ausführlicher beschreiben und würdigen. Die Übergabe der Preise soll am 10. Dezember 2021 erfolgen.
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• Im Dezember 2020 wurde der Preis in einer Videokonferenz an drei Astrophysiker überreicht: Roger Penrose (GB; 50%) wird für seine theoretischen Arbeiten zu Schwarzen Löchern geehrt (in denen er u.a. zeigte, dass ihre Existenz nicht nur zur Relativitätstheorie passt und diese bestätigt, sondern Schwarze Löcher von der Relativitätstheorie eigentlich zwingend vorhergesagt werden); Reinhard Genzel (D, 25%) und Andrea Ghez (USA, 25%) erhielten die Auszeichnung dafür, dass sie ab 1990 unabhängig voneinander nachwiesen, dass sich im Zentrum unserer Milchstraße ein superschweres Objekt befinden muss, und sie das Schwarze Loch beschrieben, um das sich unsere Galaxie (die "Galaxis") dreht. Berichte über diese drei Forscherinnen und Forscher und ihre Arbeiten brachten noch am 6.10.2020 u.a. die Neue Zürcher Zeitung, der Standard, der Spiegel und Spektum der Wissenschaft. Auch auf Wikipedia wurde die inzwischen 219 Einträge umfassende Liste aller Nobelpreisträger zeitnah ergänzt. Obwohl der Preis erst seit 1901 vergeben wird, gibt es mehr als 120 Preisträger, weil -- wie z.B. dieses Mal -- oft mehrere Personen gemeinsam ausgezeichnet wurden. In manchen Jahren gab es allerdings auch gar keinen Physik-Nobelpreis.
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• Am 8.10.2019 hat das Preiskomitee verkündet, dass im Dezember 2019 der Kanadier James Peebles (50%) sowie die beiden Schweizer Michael Mayor und Didier Queloz (je 25%) den Nobelpreis 2019 für Physik erhalten. Alle drei haben wichtige Erkenntnisse über unser Universum erlangt. Der Theoretiker Peebles hat seit Mitte der 1960er Jahre den Zusammenhang zwischen der kosmischen Hintergrundstrahlung und dem Wachstum des Universums einschließlich der Verteilung der Galaxien untersucht und simuliert und so zu einem tieferen Verständnis des Weltalls beigetragen. Die beiden Schweizer haben 1995 im Sternbild Pegasus den ersten Planeten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems gefunden bzw. indirekt nachgewiesen. Pegasi 51 b ist jupiterähnlich und kreist um einen etwa 50 Lichtjahre entfernten Stern. Durch den Fund angestachelt, wurde seither mit immer ausgefeilteren Methoden gesucht; inzwischen sind rund 4000 so genannte Exo-Planeten bekannt. Seit Kurzem weiß man sogar, dass fremde Planetensysteme manchmal durch einen anderen Mechanismus entstanden sein müssen, als unser eigenes Planetensystem, weil manchmal Gasplaneten in Sternnähe und Steinplaneten weiter entfernt gefunden wurden. Und natürlich hat das Entdecken von Exoplaneten zu Theorien darüber geführt, ob nicht einige der Gesteinsplaneten bewohnt sein könnten. Leider sind sie alle aber viel zu weit weg, als dass wir je mit eventuellen Bewohnern in Kontakt treten könnten. Selbst das nächste Sonnensystem ist fast 5 Lichtjahre entfernt - die sofortige Antwort auf einen Funkspruch würde erst 10 Jahre nach dem Absenden der Frage eintreffen. Bei Pagasi 51 muss 100 Jahre gewartet werden.
  Im Internet gab es zunächst in den Online-Ausgaben vieler Zeitungen oder Nachrichtensender oft nur die gleiche, wenige Stunden alte knappe Agenturmeldung (z.B. in rp-online oder mit zusätzlichem kurzem Video auf tagesschau.de); etwas ausführlicher ist der Bericht von Focus-Online.
  (Hinweis: etwas weiter unten auf dieser Seite wird mit grüner Schrift auch über die im September 2019 verliehenen ig-Nobelpreise berichtet).
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• Wie immer wurden Anfang Oktober 2018 bereits die Kandidaten bekannt gegeben, die im Dezember 2018 den Physik-Nobelpreis erhielten. Gewürdigt werden schon über 30 Jahre alte bedeutende Anwendungen bzw. Verbesserungen der Lasertechnik. Die eine Hälfte des Preises erhält der inzwischen 96-jährige US-Amerikaner Arthur Ashkin; die andere Hälfte teilen sich die Kanadierin Donna Strickland und der Franzose Gérard Mourou. Ashkin hat die "optische Pinzette" entwickelt, mit der man durch den Lichtdruck von Laserstrahlen Atome, aber auch Bakterien u.ä. festhalten bzw. bewegen kann. Strickland und Mourou haben eine 'chirped pulse amplification' genannte Technik zur Erzeugung besonders kurzer, hoch-intensiver Lichtblitze entwickelt: Weil die bekannten Verstärkermedien an ihre Grenzen gelangen, muss der Laserlichtpuls erst gedehnt, dann 'langsam' verstärkt und schließlich wieder komprimiert werden. Details können u.a. auf scinexx, auf Zeit-Online, beim Bayerischen Rundfunk oder auf Spektrum.de nachgelesen werden.
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• Am 10.12.2017 erhielten sie den Physiknobelpreis: Rainer Weiss, Kip S. Thorne und Barry Barish. Geehrt werden die drei für den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen im September 2015. Könnte man eine schwere Masse schlagartig neu irgendwo im Weltraum erzeugen, muss sich deren Gravitationsfeld erst ausbreiten: Auch wenn dies mit Lichtgeschwindigkeit geschieht, würde ein Beobachter in einem Lichtjahr (entspricht knapp 10 Billionen Kilometern) Entfernung erst 1 Jahr später plötzlich vom Gravitationsfeld erfasst. Nun lassen sich große Massen nicht aus dem Nichts erzeugen; die Objekte in unserem Universum sind schon lange da, ihre Anziehungsfelder also auch. Aber Einstein hatte bereits um 1915/1916 vorhergesagt, dass auch von beschleunigten Körpern - und dazu zählen wegen der Zentripetalbeschleunigung auch rotierende Systeme oder aufeinander zu stürzende, kollidierende Massen - geringe Schwankungen des Gravitationsfelds ausgehen, nämlich Gravitationswellen. Lange war unklar, ob sie je gemessen werden können; seit etwa 1960 wurde es aber immer wieder versucht. 1993 erhielten dann Hulse und Taylor den Physiknobelpreis für das Nachrechnen, dass die beobachtete Änderung der Rotationsgeschwindigkeit eines bestimmten Doppelsternsystems genau mit dem Energieverlust durch das Abstrahlen von Gravitationswellen erklärt werden kann. Im letzten Jahrzehnt wurden immer empfindlichere Anlagen gebaut. Mit LIGO, einem Michelson-Interferometer mit 4 km langen Armen, gelang 2015 dann erstmals der direkte Nachweis: Gravitationswellen, die vor 1,3 Milliarden Jahren beim Verschmelzen zweier Schwarzer Löcher entstanden sind, erreichten die Erde und drückten quer zur Ausbreitungsrichtung die Erde und damit auch einen Interferometerarm um ein Tausendstel eines Protonendurchmessers stärker zusammen als den anderen. Dieser Unterschied konnte gemessen werden - ebenso wie inzwischen mindestens 2 ähnliche Ereignisse und die Auswirkungen eines Neutronensternzusammenstoßes. Die LIGO-Ergebnisse konnten z.T. auch durch weitere Messeinrichtungen bestätigt wurden. Die Preisträger waren an der Planung und Durchführung des LIGO-Experiments beteiligt. Näheres u.a. auf  Der Tagesspiegel, Spiegel-online oder der Welt der Physik. Wie viele andere auch hatte die Redaktion von Spektrum der Wissenschaft schon vorab vermutet, dass der Nachweis der Gravitationswellen Gegenstand des Physiknobelpreis 2017 würde. Deswegen erschien schon am 23.9. das Oktober-Heft mit dem Titel "Zeugen des Urknalls - Was Gravitationswellen über die ersten Schwarzen Löcher verraten".
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• Die Nobelpreisträger 2016 waren D. Thouless (1/2), D. Haldane (1/4) und M. Kosterlitz (1/4), die den Physikpreis für ihre mathematisch-theoretische Erklärung exotischer Materiezustände bei sehr tiefen Temperaturen nahe beim absoluten Nullpunkt erhalten haben. Bekanntlich zeigen dort manche Stoffe Phänomene wie Supraleitung, Suprafluidität oder den magnetischen Quanten-Hall-Effekt (für dessen Entdeckung K. Klitzing mit dem Nobelpreis 1985 geehrt wurde). Die jetzigen Preisträger haben in den 1970er und 1980er Jahren mit topologischen Methoden erklären können, warum manche Stoffe eines dieser Phänomene zeigen. Es besteht die Hoffnung, mit diesem Wissen gezielt nach geeigneten Materialien suchen zu können. Die Webseiten von Tages-Zeitungen und Wochen- bzw. Monatszeitschriften bieten detailliertere Informationen, so z.B. die Rheinische Post auf rp-online, der Spiegel, die Zeit oder Spektrum der Wissenschaft.
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• Den Physiknobelpreis 2015 erhielten am 10. Dezember 2015 T. Kajita (Japan) und A. McDonald (Kanada) für den Nachweis, dass Neutrinos doch eine (kleine) Ruhmasse haben. 1930 wurde das (Elektron-)Neutrino von W. Pauli postuliert, damit beim ß-Zerfall die Energie- und Spinbilanz stimmte: Ein Neutron zerfällt in ein Proton, ein Elektron und ein (Anti-)-e-Neutrino. Fermi gab dem damals noch nicht beobachteten Teilchen den Namen Neutriono (=kleines Neutron). Es sollte keine Ruhemasse besitzen. Experimentell nachgewiesen wurde das Teilchen erst 1956 durch Reines und Cowan am inversen ß-Zerfall. Seither wurden noch zwei weitere Neutrino-Arten vermutet bzw. experimentell bestätigt: Das Pion- oder Myon-Neutrino (1962) und das Tau-Meson-Neutrino (1975 bzw. 2000). Obwohl die Neutrinos allgemein als masselos galten, wusste schon Anfang der 1990er das Uni-Lehrbuch Gerthsen/Vogel: Physik (Springer, 17. Auflage 1993, S. 675): "Eine Ruhmasse des Neutrinos würde nach der elektroschwachen Theorie dazu führen, dass die drei Neutrinoarten sich in 'Neutrino-Oszillationen' von selbst ineinander umwandeln". Seit 1967 wurde von Davis die Neutrino-Strahlung der Sonne untersucht. Zu seiner Enttäuschung konnte er ab 1970 nur etwa ein Drittel der vermuteten Anzahl von e-Neutrinos zählen. Die jetzigen Preisträger konnten in der Zeit von 1996 bis 2002 unabhängig voneinander mit neuen aufwändigen Experimenten eine Obergrenze der Neutrino-Masse festlegen (weniger als ein Zweitausendstel der Elektronen-Masse, die ihrerseits ja nur etwas mehr als ein Zweitausendstel der Protonen- oder Neutronenmasse ist) und zeigen, dass bei Davis kein Messfehler vorlag, sondern sich offenbar ein Teil der Elektronen-Neutrinos in my- oder tau-Neutrinos umwandeln und die Gesamtzahl über alle drei Arten der erwarteten Neutrino-Zahl entspricht. Damit gelten die Neutrino-Oszillationen als nachgewiesen und die Neutrinos müssen also tatsächlich eine Masse haben. Da Neutrinos in riesiger Zahl das Universum bevölkern und alle Körper praktisch unbeeinflusst durchdringen, könnten sie auch bei kleiner Einzelmasse insgesamt einen spürbaren Anteil zur Gesamtmasse des Universums beisteuern. Wegen ihrer hohen Beweglichkeit gelten sie trotzdem nicht als Kandidaten für die Dunkle Materie. Die Neutrinos unterliegen nur der schwachen Wechselwirkung, gelten als strukturlos und gehören damit zur Gruppe der Leptonen. Anders als die Hadronen sind sie also nicht aus Quarks zusammengesetzt.
  Aktuelle Berichte zum Nobelpreis und der damit ausgezeichneten Forschung lieferten im Oktober 2015 z.B. die Tagesschau, die Rheinische Post oder Spektrum der Wissenschaft. Auch in die Wikipedia-Liste der Physik-Nobelpreise wurde die Nachricht umgehend aufgenommen.
  Die jetzt honorierte Forschungen hat auch schon Eingang in aktuelle Schulbücher gefunden. So findet sich etwa in Diehl, Erb, u.a.: Physik Oberstufe Qualifikationsphase (Cornelsen, 1. Aufl. 2010) auf der mitgelieferten, 2008 produzierten DVD unter dem Verweis "308-1" eine Beschreibung des kanadischen Super-Kamiakande-Detektors).
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• Mit dem Physik-Nobelpreis 2014 wurden die Erfinder der blauen Leuchtdiode geehrt, ohne die weder LED-Fernseher noch weiße LED-Lampen möglich wären. (Rote und grüne LEDs sind schon lange bekannt und verfügbar). Die Auszeichnung 2014 ging an die drei Japaner Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura (wobei Nakamura inzwischen wohl US-Amerikaner geworden ist) für die Erfindung effizienter blauer LEDs und die Ermöglichung heller und energiesparender Leuchtmittel. Ein recht guter Artikel hierzu erschienen schon am Tag nach Bekanntgabe in der Online-Ausgabe der Tageszeitung Die Welt (und ist auch im Sommer 2018 immer noch dort zu lesen), Wikipedia hat die drei natürlich auch in die Liste der Physikpreisträger aufgenommen hat.
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• Peter Higgs (GB) und Francois Englert (B) teilen sich Ende 2013 den Nobelpreis für Physik für ihre vor rund 50 Jahren getroffene theoretische Vorhersage des Higgs-Bosons, das im Standardmodell der Elementarteilchen für die Masse sorgen soll. Jahrzehntelang wurde vergeblich nach einem experimentellen Existenzbeweis für das Teilchen gesucht, bis endlich in 2012 am CERN in der Nähe von Genf der Nachweis gelang und die Theorie der beiden Forscher so ihre späte Bestätigung fand. Spiegel-Online zitierte P. Higgs mit dem Kommentar "Manchmal ist es nett, Recht zu haben".
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• Serge Haroche (F) und David Wineland (USA) wurden 2012 gemeinsam für ihre unabhängig voneinander ausgeführten Experimente zur Quantenphysik geehrt. Insgesamt wurde das Verständnis der Quantenphysik dadurch beträchtlich erweitert und insbesondere offenbar auch untersucht, wie weit sich quantenmechanische Unsicherheit auf makroskopische Systeme auswirkt. Der Artikel der Welt der Physik ist immer noch verfügbar (Stand August 2018). Interessanter- bzw. wohl zufälligerweise enthält auch das schon vor der Bekanntgabe der Preisträger fertiggestellte Oktober-Heft 2012 von "Spektrum der Wissenschaft" einen ausführlichen Artikel zu Schrödingers Katze. Der Artikel ist online nicht (mehr) kostenfrei zugänglich.

• Den Nobelpreis für Physik haben Ende 2011 Saul Perlmutter (50%), Brian Schmidt (25%) und Adam Riess (25%) (USA und Australien) erhalten. Geehrt werden die Wissenschaftler für ihre zwei Projekte, den Weltraum zu vermessen. Das überraschende Ergebnis 1998 war, dass sich das Weltall offenbar nicht, wie bis dahin vermutet, immer langsamer ausdehnt (weil der Schwung des Urknalls durch die Gravitation gebremst wird), sondern die Ausdehnung zumindest phasenweise beschleunigt stattfindet. Zur Erklärung des inflationären Universums wurde inzwischen die dunkle Energie postuliert, die zusammen mit der dunklen Materie (die man erfunden hat, um die Rotationen der Galaxien zu erklären) über 90% des Inhalts unseres Universums ausmachen sollen -- ohne dass bisher ein direkter Nachweis der dunklen Energie oder der dunklen Materie gelungen wäre! Ob es sie wirklich gibt, oder ob die beobachtete inflationäre Ausdehnung oder die Nebelrotation andere Ursachen haben, bleibt abzuwarten. Einen ausführlicheren, allgemeinverständlichen Artikel zum Nobelpreis lieferte die Tageszeitung Frankfurter Rundschau.
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• Im Oktober 2010 wurden sie benannt, Anfang Dezember 2010 haben sie dann den Preis erhalten: Die gebürtigen Russen Andre Geim und Konstantin Novoselov, die offenbar erst sechs Jahre zuvor in England gemeinsam den Stoff Graphen entdeckt haben. Wie bei Diamant handelt es sich hier um eine besondere Form von Kohlenstoff. Nur ist Graphen nicht hart, sondern extrem dünn und trotzdem belastbar und weist interessante elektrische Eigenschaften auf, sodass damit bereits Transistoren gebaut wurden. Interessanterweise steckt Graphen in jedem Bleistiftstrich -- nur war das vorher nicht bekannt! A. Geim hatte bereits 2000 den ig-Physik-Nobelpreis (s.u.) für das magnetische Anheben eines Froschs im Jahr 1997 gewonnen!
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• Physik-Nobelpreis 2009: Charles Kao (50%) für die bahnbrechende Erforschung der Glasfaseroptik, die heute zunehmend in Netzwerkverbindungen genutzt wird, sowie Willard Boyle und George Smith (je 25%) für die Erfindung und Entwicklung des CCD-Chips, der an Stelle von Film oder Netzhaut in Digitalkameras die optischen Signale in elektronische Pixelwerte verwandelt.
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• Die Entdeckungen der Physikpreisträger 2008 liegen schon fast ein halbes Jahrhundert zurück (1960 bzw. 1964): Yoichiro Nambu (50%), Makoto Kobayashi und Toshihide Maskawa (je 25%) teilen sich den Nobelpreis für die Entdeckung der spontanen Symmetriebrechung und die Anwendung auf die Elementarteilchen-Modelle, insbesondere auf die damals noch umstrittenen Quarks. Die Erkenntnisse haben längst Eingang in das heutige physikalische Weltbild gefunden, sodass es sicher nicht mehr ganz leicht ist, die jetzt ausgezeichneten Ideen isoliert darzustellen.
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• Ende 2007 wurde in Physik nicht nur auch ein Deutscher geehrt, sondern noch dazu für eine Leistung, die in den erst knapp 20 Jahren seit ihrer Entdeckung (1988) längst den Weg in die Anwendung gefunden hat und dem Forschungszentrum Jülich jährlich zweistellige Millionenbeträge an Lizenzgebühren einspielt: Gemeinsam mit dem Franzosen Albert Fert wurde der Deutsche Peter Grünberg für die Erforschung des Riesenmagnetowiderstands geehrt. Dadurch wird u.a. der Bau von Computer-Festplatten mit hoher Speicherkapazität ermöglicht. Ein Wikipedia-Artikel über den GMR-Effekt informiert heute noch zum Thema..
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• Ende 2006 ging der Nobelpreis in Physik an die Amerikaner John Mather und George Smoot für ihre Arbeiten zur kosmischen Hintergrundstrahlung. Danach ist unser Universum 13,7 Mrd. Jahre alt!
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Alternative Ig-Nobelpreise in Physik
und anderen Fächern

Der ignorabile Nobelpreis wird zwar gelegentlich als satirische Auszeichnung betrachtet, ehrt aber tatsächlich die wirklich großen Erkenntnisse der Menschheit ("Erst lachen, dann denken!"). Die Physikpreise sind fett hervorgehoben:

• Schon im September 2023, noch vor der Bekanntgabe der offiziellen Nobelpreisträger, wurden die ig-Nobelpreis-Laureaten geehrt (https://improbable.com/ig/winners/):  1. Geologen und Paleontologen lecken gerne an Fundstücken, um sie besser beurteilen zu können. Für die wissenschaftliche Untersuchung über den möglichen Erkenntnisgewinn durch das Lecken gab es den Preis für Chemie und Geologie.   - 2. Bei einem "jamais vu"-Erlebnis (dem Gegenteil vom "déjà vu") neigen Betroffene offenbar zum Stammeln und zu Wortwiederholungen (Literatur).   - 3. Für die Verwendung der Beine toter Spinnen für feinst-mechanische Arbeiten bzw. als Vorlage für den Bau künstlicher Greifarme gab's den Ingenieurs-Preis.   - 4. Für die Erfindung eines Toiletten-Aufsatzes für das häusliche WC, der die Ausscheidungen der Menschen automatisch auf vielfältige Weise analysiert und auch die Ausscheidungsorgane auf Krankheitsanzeichen optisch abcheckt, gab es den Gesundheits-Preis.   - 5.  Die Verfolgung der Gehirnaktivität, wenn Personen versuchen, rückwärts zu sprechen, führte zum Kommunikations-Preis.   - 6. Eine Überprüfung, ob Menschen in beiden Nasenlöchern gleich viele Haare haben, wurde mit dem Medizin-Preis belohnt   - 7. Verbesserung des Geschmacks von Speisen und Getränken durch gleichzeitige elektrische Reizung der Zunge bzw. des Mundraums führt zum Preis für Ernährungswissenschaften   - 8. Gucken Leute nach oben, wenn/weil schon andere Mitmenschen nach oben starren? Entsprechende Untersuchungen waren den Psychologie-Preis wert   - 9. Meerwasser wird nicht nur durch rein-physikalische Vorgänge (Strömung, Thermik, Atombewegung,..) durchmischt. Die Physikpreisträger fanden, dass auch Fische, insbesondere laichende Sardellen, einen merkbaren Anteil daran haben.
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• Mitte September 2022 wurden die Gewinner der diesjährigen ig-Nobelpreise geehrt (https://improbable.com/ig/winners/#ig2022):  1.  Den Preis für angewandte Herzforschung erhielt ein multinationales Team für die Entdeckung, dass sich Menschen genau dann bei der ersten echten Verabredung sympathisch bzw. attraktiv finden, wenn sich ihre (nicht willentlich beeinflussbaren) Herzfrequenzen während des Treffens unbemerkt angleichen. Andere gemessene Parameter wie Blickrichtung, Kopf- oder Körperhaltung, Bewegungen oder Hautwiderstand zeigten hingegen keine signifikante Korrelation.  - 2. Für den Literaturpreis wurde überprüft, was juristische Texte so schwer verständlich macht: Weniger der Inhalt oder die Fachbegriffe, sondern der verschrobene Schreibstil nervt!  - 3. Südamerikanische Beobachtungen über die Folgen des Schwanzverlustes bei Skorpionen wurden mit den Biologiepreis ausgezeichnet.  - 4. Polnische Forscher(innen) fanden heraus, dass bei Entzündungen der Mundschleimhaut nach Chemotherapie das Essen von Eiskrem den Patient(inn)en viel besser hilft als die herkömmliche Kältebehandlung. Dafür gab es den Medizinpreis.  - 5. Ein japanisches Team errang den Ingenieurwissenschaftspreis mit ihren Erkenntnissen, wie Menschen am besten ihre Finger benutzen, um einen Drehknopf zu bedienen.  - 6. Den Preis in Kunstgeschichte gab es für interdisziplinäre Arbeiten zu Darmeinläufen, die von den Mayas laut Keramikdarstellungen offenbar bei rituellen Handlungen vorgenommen wurden.  - 7. Den Physikpreis erhielt ein große Forschungsgruppe für ihre Ergebnisse, wie und wodurch Entchen beim Schwimmen in Formationen Energie sparen.  - 8. Den Friedenspreis war eine Entscheidungsregel wert, wann bzw. über welche Details Klatschmäuler besser die Wahrheit sagen, um effektiver Gerüchte über abwesende Dritte zu streuen.  - 9. Den Wirtschaftspreis erhielt eine italienische Gruppe, die nachwies, das wirtschaftlicher Erfolg eher von Glück und Zufall als von Intelligenz oder Talent der Handelnden abhängt.  - 10. Schon 2001 hatte ein Schwede im Rahmen seiner Masterarbeit einen künstlichen Elch als Crashtest-Dummy entwickelt, der bei Unfallversuchen mit Personenwagen die gleichen Schäden hervorruft wie echte Wildunfälle. Weil Autohersteller so die Gelegenheit haben, ihre Fahrzeuge vorab zu testen und zu optimieren, folgte jetzt dafür der Preis für Sicherheitstechnik.
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• Schon am 9. September 2021 wurden die diesjährigen Preisträger geehrt. Der ig-Nobelpreis wird seit 31 Jahren für skurrile Forschungen verliehen. Eine Übersicht mit Kurzbeschreibung und Verweisen (Links) zu den jeweiligen Veröffentlichungen gibt es auf der improbable.com-Webseite:  
  1. Den Biologiepreis erhielten drei Forscher(innen) für mehrere Untersuchungen, mit welchen Lauten Menschen und (Haus-)Katzen kommunizieren.  - 2. Mit dem Ökologie-Preis wurden Erkenntnisse bedacht, welche Bakterien in ausgespuckten Kaugummis vorkommen und wie sich die Kaugummireste auf Straße oder Bürgersteig und deren Bakterienbesiedlung innerhalb von 3 Monaten verändern.  - 3. Analysen der Ausdünstungen von Kino-Zuschauern beim Betrachten von Sex- oder Gewaltszenen waren einen Chemie-Preis wert. Laut den Forschern erlaubt die Untersuchung der Luft im Kinosaal sogar die Freigabe- bzw. Altersempfehlung für Filme!  - 4. Den Wirtschaftspreis erhielt ein Forscher, der zeigen konnte, dass - zumindest im nachsowjetischen Russland - der aus Gesichtsfotos ableitbare Body-Mass-Index (BMI) von Politikern statistisch gut mit deren Korruptheit korreliert.  - 5. Intensiver Sex kann helfen, die Nase für mindestens 1 Stunde frei zu kriegen, und wirkt damit ähnlich gut wie Nasentropfen bzw. -sprays. Diese Erkenntnis wurde mit dem Medizinpreis belohnt.  - 6. Noch ist unklar, warum im Laufe der Evolution Männer Bärte bekamen. Zumindest schützen sie ihre Träger etwas vor der Wucht von Kinnhaken. Für entsprechende Experimente und diese Erkenntnis gab es den Friedenspreis.  - 7. Die Physik-Preisträger haben u.a. mit Methoden der Thermodynamik und der statistischen Physik untersucht, wie und durch welche Paar-Interaktionen Fußgänger im Gedränge Zusammenstöße vermeiden. Leider gelingt das nicht immer, weswegen..  - 8. ..der Kinetik-Preis an eine Forschergruppe ging, die festgestellt hat, warum Fußgänger in Menschenmengen doch gelegentlich zusammenstoßen.  - 9. Für den Vergleich der Wirkung zweier Schädlingbekämpfungs-Mittel auf Kakerlaken in U-Booten und die durch deren Anwendung verursachte Beeinträchtigung der Atemluft für die Seeleute gab es den Entomologie-Preis (=Preis für Insektenforschung).  - 10. Es wurde untersucht, ob man betäubte Nashörner besser auf der Seite liegend transportiert (so wie sie umgefallen sind), oder ob man sie mit einem Kran aufrichten und stehend in einem Gestell transportieren soll. Offenbar unterscheiden sich verschiedene Nashornarten bei den zwei Lagen hinsichtlich Atmung und Durchblutung. Für die Forschungen zum schonenderen Transport der Dickhäuter gab es den Verkehrs- bzw. Transport-Preis.
  Wie immer habe ich die vorstehenden Zusammenfassungen selbst nach der ig-Webseite und den Original-Arbeiten erstellt. Wie in den vergangenen Jahren finden sich im Internet sicher weitere interessante deutschsprachige Berichte über die Preise!
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• Am 17. September 2020 wurde der ig-Nobelpreis zum dreißigsten Mal vergeben - wegen der Corona-Krise per Videokonferenz statt mit der üblichen Feier in Harvard. Dieses Jahr wurde folgende merkwürdige Forschungsergebnisse ausgezeichnet:
  1. Auch bei einem Alligator, der Helium einatmet, verändert sich die Stimme, und er kann Artgenossen weniger beeindrucken (Akustik). - 2. Offenbar können die meisten Menschen anhand von Gesichts-Fotos erkennen, ob der Abgebildete ein Narzisst ist. Entscheidend dafür sind offenbar die Augenbrauen (Psychologie). - 3. Indische und pakistanische Diplomaten haben sich gegenseitig durch 'Schellenmännchen' genervt - Aggressionsabbau zwischen befeindeten Regierungen durch Kinderstreiche? (Friedenspreis). - 4. Regenwürmer auf einer Rüttelplatte geraten in Vibrationen und können zu komplexen Schwingungsmustern angeregt werden (Physik) - 5. In Ländern mit großen Einkommensunterschieden küssen sich (ärmere) Menschen mehr und ausgiebiger als Bewohner von Ländern mit geringerem Einkommensgefälle (Wirtschaftswissenschaften). - 6. Ein für einen Auftragsmord angeheuerter und vorab bezahlter chinesischer Killer hatte den Auftrag zu einem niedrigeren Lohn an einen anderen Killer weitergegeben, der wiederum billiger an einen Bekannten, usw., bis schließlich fünf 'Subunternehmer' immer weniger Geld erhalten hatten, aber niemand den Mord ausgeführt hat (typisches Management-Verhalten/Unternehmenskultur). - 7. Umfangreiche Recherchen enthüllten: Auch viele Insektenforscher, denen es nichts ausmacht, Insekten anzufassen, haben Angst vor Spinnen (Entomologie). - 8. Viele Leute finden es gelegentlich unerträglich, Essgeräusche von Mitmenschen hören zu müssen. Manche Personen leiden dauernd und sehr unter solchen Geräuschen. Das war bisher in den USA aber nicht als psychische Störung anerkannt. Nun wurde der extreme Ekel vor Essgeräuschen in den Kanon behandlungswürdiger Krankheiten aufgenommen (Medizin). - 9. Trump, Bolsonaro, Johnson, Erdogan und andere selbstherrlich agierende politische Führer haben in der Corona-Krise gezeigt, dass (falsche) politische Entscheidungen für Tod oder Leben ausschlaggebender sind als die Anstrengungen des Klinikpersonals und die wissenschaftliche Forschung (Medizin-Ausbildung). - 10. Schließlich konnte durch einen Versuch eine Eskimo- bzw. Inuit-Erzählung als Legende enttarnt werden: Hartgefrorener Kot eignet sich nicht zur Herstellung funktionstüchtiger Jagd- oder Schlachter-Messer, um damit das Überleben im Eis zu sichern!
  Die Preisverleihung kann als fast eineinhalbstündiger Film auf Youtube angesehen werden; die Liste der Preise gibt es mit weiterführenden Links auf der "unwahrscheinlichen" Original-ig-Webseite (alles in Englisch); in Deutsch finden sich schöne Übersichten über die Preise u.a. im Kurierund auf einer Arztseite; ein lohnenswerter 7-minütiger Sprechbeitrag (Podcast) von Mark Benecke kann über die ARD-Audiothek angehört werden.
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• Die ig-Nobelpreise 2019 wurden am 12.9.2019 in Harvard überreicht. Wie immer wurden skurrile Forschungen geehrt: Laut einer italienischen Metastudie kann der Verzehr von (italienischer) Pizza vor Krankheiten wie Krebs oder Herzproblemen schützen (Medizin-Preis). Und Medizinstudenten lernen Operationstechniken besser, wenn sie ähnlich wie beim Hunde-Training mit Klicklauten abgerichtet/belohnt werden, statt die Verfahren nur vorgeführt zu bekommen (Preis für Medizin-Ausbildung/Medizin-Didaktik). Schaben können offenbar schwache Magnetfelder wie das der Erde wahrnehmen. Kakerlaken enthalten nämlich kleine magnetisierbare Teilchen, die bei lebenden Tieren aktiv bewegt werden, während die Magnetisierung in toten Insekten viel langsamer abklingt (Biologie-Preis). Temperaturmessungen an menschlichen Hoden zeigten, dass die linke Seite meist etwas wärmer ist - insbesondere bei angezogenen Männern, selbst bei verschiedenen Tätigkeiten. Wenig überraschend waren die Hoden von Nackten kälter (Anatomie-Preis)! Mit dem Chemie-Preis wurde endlich die schon ältere Ermittlung der Speichelmenge fünfjähriger Kinder ausgezeichnet, die täglich etwa einen halben Liter Spucke produzieren. Apropos Kinder: in einer Baby-Wickel- und -Waschmaschine sollen Säuglinge, die innerhalb des an einen Geschirrspüler mit Glasfront erinnernden Geräts angeschnallt werden, weitgehend automatisch gepflegt werden können - so der zum Patent angemeldete Vorschlag (Ingenieurs-Preis). Den Wirtschaftspreis gewannen Untersuchungen, wie viele Keime auf Papiergeld verschiedener Währungen lauern: Hände weg vom rumänischen Leu, der alle drei untersuchten Keimgruppen transportiert! Mit dem Friedenspreis (wohl eher für den inneren Frieden) wurden Forschungen ausgezeichnet, welche Befriedigung Kratzen an juckenden Körperstellen gibt. Ob die Laune wirklich besser wird, wenn man sein Gesicht zum Lachen verzieht, und die Erkenntnis, dass psychologische Ergebnisse oft nur schwer reproduzierbar sind, verdiente(n) den Psychologie-Preis. Und schließlich scheint geklärt, wie es dem Enddarm des Wombats gelingt, Kotwürfel zu erzeugen. Der australische Beutelsäuger ist - laut National Geographic - das einzige Tier mit dieser Fähigkeit (Physik-Preis). Eine deutschsprachige Übersicht über die ig-Preise liefert der Zeit-Online-Bericht vom 13.9.2019; die Original-Übersicht auf improble.com verlinkt zu englischsprachigen Zusammenfassungen (abstracts) der Forschungsgegenstände und manchmal auch zu weiteren Ausführungen.

• 2018 gab es den Medizinpreis für Marc Mitchell and David Wartinger (USA) und ihre Versuche, Nierensteine durch Achterbahnfahrten zu lösen. Eine mehrköpfige internationale Gruppe konnte zeigen, dass Schimpansen im Zoo mindestens ebenso häufig Menschen nachäffen wie umgekehrt, und hat damit den Anthropologie-Preis gewonnen. Mit dem Biologie-Preis wurde eine ebenfalls mehrköpfige Gruppe ausgezeichnet, weil sie herausgefunden hat, dass gute Weinkenner im Blindtest schmecken, ob eine (weibliche) Fliege im Weinglas war. Nicht überraschend, aber endlich (für den Literatur-Preis) nachgewiesen: Auch Benutzer komplizierter Geräte lesen die Bedienungsanleitung selten. Für den Friedenspreis wurde erforscht, wie stark sich Autofahrer aufregen und über andere Verkehrsteilnehmer fluchen. In Wirtschaftswissenschaften wurde erkannt, dass man mit einem unangenehmen Chef besser zurecht kommt, wenn man sich zum Ausgleich an einer Voodoo-Puppe austobt. Kannibalen haben Schwierigkeiten, durch den Genuss von Menschenfleisch genug Energie aufzunehmen - für's Nachrechnen der Kalorien gab's den Ernährungs-Preis. In Chemie wurde die gute Reinigungswirkung von Spucke beim Saubermachen glatter Oberflächen bestätigt. Außerdem wurden eine Darmspiegelung im Selbstversuch (Preis für Medizin-Didaktik) sowie eine Methode zur Diagnose körperlich bedingter Impotenz beim Mann durch Überwachung eventueller nächtlicher Erektionen mit Hilfe aufgeklebter Briefmarken geehrt (Preis für Reproduktionsmedizin). Alles wieder höchst wichtig und bedeutsam, aber enttäuschenderweise gab es 2018 keinen ig-Physik-Nobelpreis. Auf 11 Online-Seiten stellt die Süddeutsche Zeitungdie Preise recht ausführlich vor; in Englisch gibt's kurze Zusammenfassungen mit weiterführenden Links wie immer auf improbable.com .
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• 2017 ging der Ig-Physik-Nobelpreis an Marc-Antoine Fardin, der die Formänderung von Hauskatzen bei Sprüngen und ihre Anpassung an verschiedene Kuschel-Umgebungen mit den Methoden der Rheologie formelmäßig beschrieben hat, die sonst für das Fließ- und Tropfverhalten zäher Flüssigkeiten verwendet werden. Ausgerechnet mit dem Friedenspreis wurde der Nachweis belohnt, dass regelmäßiges Di(d)geridoo-Spielen vor nächtlichen Atemaussetzern und Schnarchen schützt bzw. das Blasinstrument australischer Ureinwohner diese Schlaf-Probleme besser als Medikamente heilen kann. Der Wirtschaftspreis prämiert eine Analyse der Änderung der Risikobereitschaft im Computerspiel, nachdem die Spieler ein echtes Krokodil anfassen konnten. Ob/warum die Ohren bei älteren Männern wachsen, war1993 eher im Scherz denn als mögliches medizinisches Forschungsprojekt aufgeworfen worden und wurde schon 1995 gelöst - die Erklärung wurde aber erst jetzt belohnt. Die erst 2016 erforschte unterschiedliche Hydromechanik beim Verschütten von Wein bzw. Kaffee wurde da viel zeitnäher ausgezeichnet. Menschenblut auf dem Speiseplan von Fledermäusen, Schwierigkeiten von Zwillingen, sich selbst auf Fotos sicher zu erkennen, oder die Gehirnaktivitäten von Menschen, die sich vor Käse ekeln, sind weitere Themen preisgekrönter Arbeiten - in Englisch und oft mit Verweisen auf die Originalarbeiten auf improbable.com
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• 2016 wurden auch wieder spannende Forschungen hervor gehoben, die die Welt nicht braucht: Im Fach Reproduktionsmedizin wurde eine Untersuchung zum Einfluss von Hosenmaterial auf die Fortpflanzungsfähigkeit von Männern geehrt. Der Ig-Physik-Nobelpreis zeichnet die Erklärung aus, warum Schimmel bzw. weiße Pferde weniger Fliegen anlocken, während sich Libellen zu dunklen Grabsteinen hingezogen fühlen. Wenig freuen wird sich der VW-Konzern über den Chemie-Preis für die Verringerung des Ausstoßes chemischer Schadstoffe auf dem Prüfstand. Zum Selbstversuch lädt die Erkenntnis der Medizin-Geehrten ein: Jucken auf der linken Körperseite kann gelindert werden, wenn man sich im Spiegel betrachtet und dabei rechts kratzt! Ganz wichtig ist natürlich die mit dem Psychologie-Preis belohnte Untersuchung: Wie kann man bei der Befragung von Lügnern einigermaßen sicher gehen, dass die Antworten nicht gelogen sind? Dies und mehr wie immer auf improbable.com !
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• Ende 2015 ehrte der ig-Physikpreis Yang, Hu und Choo für die Erkenntnis, dass alle Säugetiere im Mittel 21 Sekunden (+/- 13 Sekunden) zum Entleeren ihrer Blase (also zum Pinkeln) brauchen - unabhängig von ihrer Größe. Das sei nicht etwa zweckfreie Grundlagenforschung: als praktische Anwendung wird die Möglichkeit genannt, Untersuchungen wegen Harnproblemen von Menschen im Tiermodell (z.B. an Mäusen) untersuchen zu können.
  Der Literaturpreis wurde vergeben für die Forschung, dass die Nachfrage "hä?" in nahezu allen Sprachen und Kulturen vorkommt. Der Ökonomie-Nobelpreisträger schlug vor, unbestechlichen Polizisten mehr Gehalt zu zahlen. In Medizin wurden zwei Gruppen geehrt, die Nach- und (überwiegende) Vorteile des Küssens untersucht hatten. Im Bereich der medizinischen Diagnose war preiswürdig, dass die Schmerzen beim Überfahren geschwindigkeitshemmender Bodenschwellen einen guten Hinweis auf den Grad einer akuten Blinddarm-Entzündung liefern. Die mathematische Modellierung der Fortpflanzungshäufigkeit eines marokkanischen Herrschers aus dem 18. Jahrhundert, die bestätigte, dass er mit seinem Harem durchaus - wie überliefert - 900 Kinder gezeugt haben könnte, gewann den Mathematik-ig-Nobelpreis. Und die Untersuchung, dass Hühner mit künstlich beschwertem Hinterteil tatsächlich etwa so laufen, wie man das von hühnerähnlichen Sauriern mit Schwanz vermutet und in Filmen wie Jurassic Park sieht, gewann den Biologie-Preis. Diese wichtigen und weitere tiefschürfende Erkenntnisse findet man auf improbable.com
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• Im September 2014 wurden die Ig-Nobelpreise für 2014 vergeben. Den Physikpreis erhielten vier Japaner (ein paar Tage später haben [andere] Japaner auch den 'richtigen' Physik-Nobelpreis gewonnen - wer hat sich hier wohl durch wen beeinflussen lassen?). Kiyoshi Mabuchi, Kensei Tanaka, Daichi Uchijima und Rina Sakai haben endlich alle Reibungsbeiwerte zwischen Schuh, Bananenschale und Boden bestimmt und konnten so zeigen, warum man auf der Schale dieser Südfrucht besonders leicht ausrutscht. Eine (engl.) pdf-Datei gibt's hier.
  Ebenfalls interessant sind die Untersuchungen einiger Chinesen/Kanadier über scheinbare Gottesbilder (Preis für Neurowissenschaften) oder die Beobachtung eines internationalen Psychologenteams (aus Australien, England und den USA), dass Nachtmenschen psychopathischer und selbstverliebter sind als Frühaufsteher (dafür gab's den Psychologie-Preis; Zusammenfassung der ausgezeichneten Arbeit kostenlos; der volle Artikel ist teuer!). Und wichtig für alle Hundebesitzer: Beim Gassi-Gehen bzw. beim Verrichten ihres Geschäfts bevorzugt der sensible Verbeiner eine Nord-Süd-Ausrichtung, reagiert also auf das Erdmagnetfeld. Das haben Wissenschaftler aus vier Ländern heraus gefunden und werden für diese Erkenntnis mit dem Preis 2014 für Biologie geehrt!
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• Unvergessen die Preise für 2013: Den Physikpreis erhielten 3 Italiener und 2 Italienerinnen (Minetti, Ivanenko, Cappellini, Dominici, Lacquaniti) für den rechnerischen Nachweis, dass manche Menschen theoretisch auf dem Mond über Wasser gehen könnten. Der gemeinsame Preis für Biologie und Astronomie wurde für die Erkenntnis vergeben, dass Mistkäfer sich nachts an der Milchstraße orientieren können, um nach Hause zu finden. Einen Statistikpreis war die Erkenntnis wert, dass liegende Kühe mit immer höher werdender Wahrscheinlichkeit bald aufstehen, während das Hinlegen stehender Kühe nicht vorhersagbar ist. Dass sich Menschen in betrunkenem Zustand für attraktiver halten, ist altbekannt. Dass sich aber Nüchterne, die sich (fälschlich) für betrunken halten, ebenfalls attraktiver finden, wurde mit dem Psychologie-Preis belohnt. Der Medizinpreis ging an Forscher, die den heilsamen Effekt von Opernmusik auf Herzpatienten im Mäuse-Experiment untersucht haben, und in Chemie wurde die Einsicht geehrt, dass die bisherigen Erklärungen, warum man beim Zwiebelschneiden weinen muss, zu kurz greifen. Über den ihm zugedachten Friedenspreis wird sich hingegen der weißrussische Präsident Alexander Lukashenko kaum freuen: der Preis wurde ihm zugedacht , da seine Polizei einen Einarmigen verhaftet hat, weil er der Opposition applaudiert haben soll!
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• 2012 Physikpreis an Keller/Goldstein/Warren/Ball [USA und GB] für ihre Arbeit über das Kräftegleichgewicht in einer menschlichen Pferdeschwanz-Frisur. 2012 wurde außerdem für den Bereich Flüssigkeits-Dynamik/Hydromechanik ein Preis an R. Krechetnikov [USA, RUSSIA, CANADA] und Hans Mayer [USA] verliehen, die untersuchten, warum Kaffee aus einer Tasse schwappt, mit der man herumläuft. Und als Blick in Nachbarbereiche: Wussten Sie, dass der Eiffelturm kleiner erscheint, wenn man sich beim Betrachten nach links neigt? Eerland/Zwaan/Guadalupe [NL] haben das untersucht und dafür den ig-Nobelpreis in Psychologie gewonnen!
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• 2011 wurden Philippe Perrin, Cyril Perrot, Dominique Deviterne und Bruno Ragaru (aus Frankreich) sowie Herman Kingma (aus den Niederlanden) für die Untersuchung geehrt, warum Hammerwerfern beim Abwurf ihres Sportgeräts offenbar nie schwindelig wird, während die ebenfalls rotierenden Diskus-Werfer oft über Drehschwindel klagen! Der jetzt prämierte Artikel erschien schon im Jahr 2000 und wird auf dieser Medizinseite zusammengefasst (mit Link zum Originalartikel, lesbar aber nur für registrierte User).
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• 2010 Lianne Parkin, Sheila Williams und Patricia Priest von der neuseeländischen University of Otago wurden ausgezeichnet für den Beweis einer schon meiner Oma bekannten Tatsache: bei Glatteis lohnt es sich, Socken über die Schuhe zu ziehen, um weniger zu rutschen bzw. weniger hin zu fallen. Ihre diesbezügliche Studie ist im Juli 2009 (also mitten im neuseeländischen Winter) im New Zealand Medical Journal erschienen und entspricht den üblichen randomisierten Medizinstudien. Nur hat man leider auf eine Blindstudie verzichtet, das heißt, Betreuer und Probanden wussten, ob sie die Strümpfe außen trugen oder nicht. Ob man unter diesen Umständen der Studie überhaupt glauben soll? Placebo- oder Gefühlseffekte könnten das Ergebnis ja beeinflusst haben!
  (Übrigens haben die Finanzmanager mehrerer großer amerikanischer Investmentbanken bereits angekündigt, dass sie den ihnen jetzt zugedachten ig-Preis für Wirtschaftswissenschaften für ihre Rolle bei der Auslösung der Finanzmarktkrise 2008 nicht annehmen wollen. Welche Überraschung!)

Früher verliehene ig-Physik-Preise:

• 2009 Whitcome, Lieberman und Shapiro für die wissenschaftliche Begründung, warum schwangere Frauen nicht nach vorne kippen (Artikel in Nature)
• 2008 Raymer und Smith für die Forschung, dass sich Fäden und Ähnliches praktisch automatisch verheddern und verknoten (Artikel auf pnas)
• 2007 Mahedevan und Cerda für ihre Erforschung, wie Blätter und Hemdenstoffe verknittern (Artikel in Physical Review)
• 2006 Audoly und Neukirch für die Begründung, warum rohe Spaghetti beim Biegen oft in mehrere Stücke zerbrechen (pdf-Artikel ca. 370 kByte)

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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Missionen auf dem Mars
jetzt inkl. der Marsmissionen von 2021

Noch sehr bekannt ist das Fahrzeug "Opportunity" der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA, das 2003 die Erde verließ, 2004 landete und dem man nur 3 Monate (Über-)Lebensdauer auf dem Mars zugetraut hatte. Tatsächlich fuhr es 14 Jahre lang und legte über 45 km zurück, auch wenn zum Schluss einige der 6 Räder blockiert waren. Dabei sammelte das Gerät massenweise Daten, die es mit vielen Fotos zur Erde funkte. Im Juni 2018 hat ein Staubsturm auf dem Mars die Sonnenpaddel von "Opportunity" aber entweder beschädigt oder so stark mit Sand und Staub bedeckt, dass der Rover nicht mehr genug Energie erhielt, um weiter senden zu können. Nach vielen vergeblichen Versuchen, das Fahrzeug trotz niedrigem Batteriestand noch so zu navigieren, dass der Dreck abfällt und die Batterien aufgeladen werden, wurden die Bemühungen im Februar 2019 endgültig eingestellt und das Fahrzeug aufgegeben.

Zum früher hier vorgestellten Marsfahrzeug "Spirit" von 2006 findet sich noch ein Hinweis auf meiner Informatik-Seite, weil "Spirit" in Java programmiert war. Es arbeitet leider seit 2010 nicht mehr.

Im Dezember 2011 wurde eine weitere Mars-Mission der NASA gestartet. 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 und sollte mindestens zwei Erdjahre lang Daten von der Marsoberfläche sammeln, Proben entnehmen und analysieren. Auch dieses Fahrzeug hält viel länger als erhofft und arbeitet im Frühjahr 2021 (also seit 9 Jahren!) immer noch. Details dazu findet man z.B. in einem schönen, ausführlichen Wikipedia-Artikel. Die Zeitschrift 'Spektrum der Wissenschaft' hat im Juli-Heft 2018 einen längeren Artikel über den Mars gebracht; die Online-Fassung 'Was fand Curiosity auf dem Mars?' ist im Internet noch frei verfügbar.

Außerdem ist im Mai 2018 eine weitere NASA-Mission mit dem Namen "InSight" gestartet, die Ende 2018 den Mars erreichte. Hier wurde kein Fahrzeug, sondern eine ortsfeste Bohrstation abgesetzt. Mit einer Art Ramme wollte man mehrere Meter tief durch den Staub dringen und dort Hinweise auf mögliches früheres Leben auf dem Mars finden. Leider waren die Bodenverhältnisse an der Landestelle so, dass man nur wenige Zentimeter Eindringtiefe geschafft hat und seit Anfang 2021 keine weiteren Bohrversuche mehr unternimmt. (siehe NASA-Insight bzw. Überblick über alle Raumfahrt-Unternehmungen auf nasa.gov unter dem Menüpunkt "Missions").

Im Februar 2021 erreichten gleich drei Missionen unseren Nachbarplaneten:

• Die Sonde "Hope" der Vereinigten Arabischen Emirate umkreist den Mars seit dem 9.2.2021 und soll 2 Jahre lang aus der Umlaufbahn Bilder liefern und die Mars-Atmosphäre untersuchen.
• Die Raumsonde "Tianwen-1" der Volksrepublik China ist ebenfalls in die Marsumlaufbahn eingetreten. Sie soll die Marsoberfläche untersuchen, einen geeigneten Landplatz finden und dann dort vermutlich im Mai 2021 ein Fahrzeug herab lassen.
• Die neueste NASA-Mission der USA hat am 18.2.2021 das Marsfahrzeug "Perseverance" und die Hubschrauberdrohne "Ingenuity" abgesetzt. Seither wurden bereits Bilder in bisher nie gekannter Qualität zur Erde gesendet. Außerdem soll der Rover nicht nur vor Ort Untersuchungen der Marsoberfläche vornehmen, sondern auch besonders interessante Steine und Bodenproben in Röhrchen stecken und ablegen. In etwa 10 Jahren sollen diese Proben dann im Rahmen einer weiteren geplanten Marsmission eingesammelt und zur Erde geschossen werden. Das wäre das erste Mal, dass gezielt Material von einem anderen Planeten zur Erde gelangt. Dann könnte man mit allen hier auf der Erde zur Verfügung stehenden Mitteln das Marsgestein noch viel genauer untersuchen. Denn die NASA will die Hoffnung, doch noch eindeutige Spuren von inzwischen wohl vergangenem Leben auf dem Mars zu finden, noch nicht aufgeben.

Ein ansprechender Überblick über alle bisherigen Marsmissionen findet sich unter der Überschrift 'Chronologie der Marsmissionen' auf Wikipedia; ebenfalls auf Wikipedia gibt es auch eine Liste der bereits auf den Mars gelandeten oder abgestürzten irdischen Objekte. Videos und Bilder der jüngsten US-Mission zeigt z.B. die Perseverence-Seite des Bayerischen Rundfunks. Und natürlich kann man auf der Original-NASA-Seite nochmal die Landung von Perseverance sehen und jeweils neueste Informationen (in Englisch) finden. Alle drei Missionen, die den Mars im Februar 2021 erreichten, werden außerdem auf einer Seite der Deutschen Welle zusammenfassend angekündigt. In einem Video wird dort außerdem hervorgehoben, dass gerade an der arabischen Mission maßgeblich weibliche Wissenschaftlerinnen und Ingenieurinnen beteiligt sind.

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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 mir 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 (IAU) 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 !)

Die vorstehende Eselsbrücke kann daher zu „Mein Vater erklärt mir jeden Samstag unseren Nachthimmel" abgewandelt werden; mein hier geäußerter Aufruf, mir einen ganz neuen Merkspruch zur Veröffentlichung zu mailen, hatte bisher keinen Erfolg.

Zuletzt wurde aber die Kritik an der Degradierung Plutos wieder lauter: Manche Forscher behaupten, die Planet-/Zwergplanet-Unterscheidung der IAU sei widersprüchlich oder zu unscharf und sogar unsere Erde müsste in Pluto-Entfernung den Planetenstatus verlieren (vgl. etwa den Artikel auf ScineXX). Außerdem haben sich 2018 Alan Stern, Missionsleiter der NASA-'New Horizons'-Mission zum Pluto, sowie inzwischen auch der NASA-Chefadministrator Jim Bridenstine für die Wiederanerkennung von Pluto als Planet ausgesprochen (siehe Bericht in der Frankfurter Rundschau). Ihre Argumente sind allerdings nicht wirklich wissenschaftlich ("das habe ich so gelernt, so soll es bleiben") und überzeugen die Fachwelt und die IAU nicht (wie auf Scienceblogs.de nachzulesen ist). Mehr Informationen zu Pluto selbst gibt's u.a. auf Wikipedia.

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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 Gravitationskonstante, die elektrische Feldkonstante oder auch die Elementarladung etwas von den alten Tabellenwerten unterscheiden. Die letztgültigen, besten bzw. aktuellen Werte der Naturkonstanten findet man jedenfalls auf der Webseite von CoData. Bisher erschienen etwa alle vier bis fünf Jahre genauere Angaben, zuletzt Mitte 2019 die 2018 gemessenen Werte. Die nächste Aktualisierung soll Anfang 2023 erfolgen. Wegen des Paradigmenwechsels -- siehe nachfolgender Abschnitt "Definierte .. Konstanten?" -- können sich aber bei einigen Größen die Werte ab sofort nicht mehr ändern. Im CoData-Wandplakat sind sie deshalb mit '(exact)' gekennzeichnet (s.u.)!

Feste Naturkonstanten? Hier bei CoData und NIST, dem US-amerikanischen 'National Institute of Standards and Technology', geht es nur um genauere Messungen von Größen, die wohl im ganzen Universum überall und zu allen Zeiten gleich und unveränderlich sind. Aber manche Physiker glauben, dass erst ganz kurz nach dem Urknall zu Beginn unseres Universums vor rund 13 Milliarden Jahren die heutigen Naturkonstanten entstanden sind und möglicherweise ganz am Anfang (in den ersten Sekunden oder Bruchteilen von Sekunden) doch noch andere Werte hatten...

Definierte statt gemessener Konstanten?

Das Internationale Einheitensystem SI geht einen neuen Weg: Seit Mai 2019 haben sieben Naturkonstanten per Definition feste Werte und die Basiseinheiten werden jetzt per Formel bzw. Berechnung an die Naturkonstanten gekoppelt. Grundlage aller Messungen sind nun diese Definitionen und nicht mehr Vergleiche mit Normal-Körpern. Das Ur-Kilogramm folgte dem bereits früher ausgemusterten Ur-Meter auf den Schrottplatz der Geschichte. Werte und Hintergründe des neuen Systems habe ich schon Anfang 2019 in einem Referat zusammen gefasst, das hier als pdf-Datei gelesen bzw. herunter geladen werden kann:

Neue_SI_Einheiten_2019.pdf   (5 Seiten, 128 kB)

(Sollte mir bei den vielen Zahlen bzw. aufwändig zu schreibenden Formeln trotz aller Vorsicht doch irgendwo ein Tippfehler unterlaufen sein, freue ich mich über Ihren Hinweis per Mail. Selbst die Physikalisch-Technische-Bundesanstalt hatte vor Januar 2019 noch einen Schreibfehler in einer Angabe der Temperatureinheit, wie ich auf Seite 5 des Referats berichte!)

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4. Grundkurs-Klausur der EF (Juni 2017)

In der 4. Klassenarbeit dreht sich alles um die Kreisbewegung: beschreibende Größen und Kräfte inkl. Anwendungen im Weltall und im Haushalt werden behandelt.

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

Aufgabenblatt k4ph11(ef)g-17a.pdf (148 kByte)

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

Lösungen (3 Seiten auf 2 Blättern, pro Blatt 82 bzw. 43 kByte)

Zur Vorbereitung hatte es zuvor u.a. ein Arbeitsblatt als Hausaufgabe gegeben, das im Unterricht besprochen und durch eine schriftl. Lösung ergänzt wurde:

Übungen zur Vorbereitung k4ph11(ef)g1-17-vorb.pdf (89 kByte)

Wieder gibt's die Lösungen als Bilder von 41 bzw. 49 kByte:

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3. Grundkurs-Klausur der EF

Das Thema der 3. Arbeit waren Kräfte (inkl. Zusammenwirken von Kräften bzw. Kräftezerlegung), Arbeit bzw. Energie und ein bisschen Leistung und Impuls.

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

Aufgabenblatt k3ph11(ef)g1-17a.pdf (169 kByte)

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

Lösungen (4 Seiten auf 2 Blättern, pro Blatt 74 bzw. 72 kByte)

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Schriftliche Übungen in der EF

Ein angekündigter kleiner "Test" zwischendurch hat zur ernsthaften Vorbereitung auf die 3. Klausur gemahnt.

Aufgabenblatt t2ph11(ef)g1-17a.pdf (52 kByte)

Das handschriftlich ausgefüllte Test-Blatt folgt als Bild.. Mit Rechtsklick in das Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die Seite auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten - am besten aber erst, nachdem Sie selbst Ihre Lösung notiert haben!

Lösung (1 Seite, 37 kByte)

Die Berechnung von Arbeiten bzw. Energien sowie von Leistungen war natürlich zuvor im Unterricht behandelt, in Hausaufgaben und u.a. mit folgendem Übungsblatt geübt worden, zu dem hier ausnahmsweise keine vollständige Lösung veröffentlicht wird (Teillösung [44 kB] hier):

physikArbeit W ph11(ef)g1-17.pdf (41 kByte)

Vor den speziellen Arbeitsformen Hubarbeit (Lageenergie), Beschleunigungsarbeit (Lageenergie), Spannarbeit (Spannenergie) und Reibungsarbeit (Wärme) waren natürlich die entsprechenden Kräfte - nämlich Gewichtskraft, Beschleunigungskraft, Spannkraft [bei der Schraubenfeder, für die das Hooke-Gesetz gilt] und Reibungskraft - gemessen, formelmäßig erfasst und mit Beispielen besprochen bzw. berechnet worden. Die (vektorielle) Addition von Kräften sowie die Kräftezerlegung waren experimentell eingeführt und zeichnerisch durchgeführt worden. In der folgenden pdf-Datei sind zwei Arbeitsblätter und eine Lösung zu finden:

ph_kraefteaddzerl.pdf (617 kByte)

Außerdem wird hier noch das Aufgabenblatt eines früheren Tests gezeigt:

Aufgabenblatt t1ph11(ef)g1-17a.pdf (50 kByte)

Das handschriftlich ausgefüllte Test-Blatt folgt als Bild.. Mit Rechtsklick in das Bild und „Bild speichern unter.." können Sie die Seite auf die eigene Festplatte kopieren, dort mit einem Grafikprogramm vergrößert und bequem lesen oder ausdrucken und in aller Ruhe offline damit arbeiten - am besten aber erst, nachdem Sie selbst Ihre Lösung notiert haben!

Lösung (1 Seite, 204 kByte)

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2. Grundkurs-Klausur der EF

Auch in der 2. Klassenarbeit geht es noch um Anfängerstoff aus der Mechanik - inzwischen wurde die Bewegungslehre aber schon etwas ausführlicher besprochen und an vielen Beispielen geübt und entsprechend hier auch abgefragt. (Die vorher geschriebene 1. Klausur folgt mit zugehöriger Vorbereitung hier nach etwas weiter unten auf dieser Seite.)

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

Aufgabenblatt k2ph11(ef)g1-16.pdf (59 kByte)

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

Lösungen (3 Seiten auf 2 Blättern, pro Blatt 82 bzw. 43 kByte)

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1. Grundkurs-Klausur der EF

Wie unten schon bei der Vorbereitung auf diese Klassenarbeit beschrieben, geht es hier um den Anfängerstoff - die Bewegungslehre, zunächst sogar nur um gleichförmige Bewegungen ("glf. Bew").

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 k1ph11(ef)g1-16.pdf (137 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 (4 Seiten auf 2 Blättern, pro Blatt 57 bzw. 50 kByte)

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Vorbereitung auf die erste Oberstufen-Phyikklausur

Stoff zu Beginn des Physik-Grundkurses in der Einführungsphase sind grundsätzliches physikalisches Arbeiten sowie die Bewegungslehre (Kinematik) als Teilgebiet der Mechanik. Bisher wurde allerdings nur die gleichförmige Bewegung im Unterricht ausreichend besprochen; der Freie Fall und die gleichmäßig beschleunigte Bewegung tauchen in meiner ersten Klausur (s.o.) direkt nach den Herbstferien 2016 noch nicht auf.

Die Aufgabenblätter mit Vorbereitungsaufgaben gibt's als Bilder (mit Rechtsklick in jede Seite den Inhalt auf den eigenen Rechner herunter laden / speichern und dort in Ruhe vergrößert betrachten) (je ca. 70 kByte Größe):

Und erst nachdem Sie sich selbst ernsthaft um die Lösung bemüht und Ihre Bearbeitung aufgeschrieben haben, sollten Sie meine Lösung öffnen oder ebenfalls speichern:

k1ph11(ef)-16-vorb_mit_lsg.pdf (1,5 MB)

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Physik des Straßenverkehrs

Im Physik-Grundkurs der Jahrgangsstufe 11 bzw. der Einführungsphase EF 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):

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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)

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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)

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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)

(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)

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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)

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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:  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:  B:    +

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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. 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

Bevor Sie einen der folgenden Verweise anklicken, sollten Sie erst meine Seite Ihren Favoriten hinzufügen bzw. ein Lesezeichen setzen, damit Sie anschließend sicher hierher zurück finden! Natürlich kann ich für den Inhalt fremder Seiten keine Verantwortung übernehmen. Wenn ein Verweis nicht funktioniert, dort inzwischen andere Inhalte zu sehen sind oder wenn Sie mir weitere gute Seiten empfehlen können, bitte ich um eine kurze Nachricht!

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