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Vorlesung zum Thema Kepler Gesetze, Ebbe und Flut
Für Fortgeschrittene und besonders Interessierte: Vorlesung mit weiterführenden Inhalten zu den Themen "Erklärung der Gezeiten" und "Berechnung der Gezeiten".
Das Video stammt von Prof. Dr. Kohl von der Hochschule Koblenz.
Für Fortgeschrittene und besonders Interessierte: Vorlesung mit weiterführenden Inhalten zu den Themen "Erklärung der Gezeiten" und "Berechnung der Gezeiten".
Das Video stammt von Prof. Dr. Kohl von der Hochschule Koblenz.
Bestimmung der Mondentfernung durch Triangulation
Schülerinnen und Schüler aus Südafrika, Griechenland und Deutschland fotografierten zur selben Zeit Mond, Jupiter und Saturn. Nachdem die Bilder über das Internet ausgetauscht worden waren, wurde die Mondparallaxe bestimmt und die Entfernung des Mondes von der Erde berechnet.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkSchülerinnen und Schüler aus Südafrika, Griechenland und Deutschland fotografierten zur selben Zeit Mond, Jupiter und Saturn. Nachdem die Bilder über das Internet ausgetauscht worden waren, wurde die Mondparallaxe bestimmt und die Entfernung des Mondes von der Erde berechnet.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkPLANCK-Mission der ESA: Neue Karte der Hintergrundstrahlung
"Dialogo" von Galileo Galilei
Ein vollständiger Scan des Werks "Dialogo" von dem Naturphilosophen Galileo Galilei.
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Zum externen WeblinkDie Expansion des Weltalls
In dieser Unterrichtseinheit zur Expansion des Weltalls erarbeiten die Schülerinnen und Schüler grundlegende Ansätze zum Verständnis des Urknall-Modells. Dabei geht es in erster Linie um die physikalische Interpretation der Rotverschiebung in den Spektren weit entfernter Galaxien. Die Arbeitsblätter nehmen dabei Bezug auf ein Erklärvideo zum Thema Kosmologie. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.
Zum externen WeblinkIn dieser Unterrichtseinheit zur Expansion des Weltalls erarbeiten die Schülerinnen und Schüler grundlegende Ansätze zum Verständnis des Urknall-Modells. Dabei geht es in erster Linie um die physikalische Interpretation der Rotverschiebung in den Spektren weit entfernter Galaxien. Die Arbeitsblätter nehmen dabei Bezug auf ein Erklärvideo zum Thema Kosmologie. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.
Zum externen WeblinkWo ist Apollo 11? Wie man mit Funkechos die Mondentfernung bestimmt.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Audiodateien des Funkkontakts zwischen der NASA-Bodenstation in Houston, Texas und der Crew von Apollo 11 während der Mondlandung im Jahr 1969. Durch Echos in der Funkübertragung ermitteln sie die Signallaufzeit und somit die Entfernung zwischen Erde und Mond.
Zum externen WeblinkDie Schülerinnen und Schüler analysieren Audiodateien des Funkkontakts zwischen der NASA-Bodenstation in Houston, Texas und der Crew von Apollo 11 während der Mondlandung im Jahr 1969. Durch Echos in der Funkübertragung ermitteln sie die Signallaufzeit und somit die Entfernung zwischen Erde und Mond.
Zum externen WeblinkWie fliegen Astronauten mit einer Rakete zur ISS?
Diese Aktivität ermöglicht den Schülerinnen und Schülern nachzuempfinden, wie eine Rakete Besatzungen auf den Orbit der Internationalen Raumstation bringt. Da der Weg von den einfacheren Grundlagen hin zu einer realen Darstellung eines Raketenflugs recht komplex ist und Kenntnisse aus mehreren Klassenstufen benötigt, beschränkt sich die aktuelle Ausarbeitung auf die Einführung der Grundbegriffe und einfachen, idealisierten Anwendungen. Zentrale Bedeutung hat dabei die Raketengleichung. Weiterführende Ableitungen, die mehrstufige Raketen thematisieren, werden in einer gesonderten Ausarbeitung behandelt. Zur Einleitung in das Prinzip des Rückstoßes werden kurz einige Beispiele vorgestellt
Zur Übersicht Zum externen WeblinkDiese Aktivität ermöglicht den Schülerinnen und Schülern nachzuempfinden, wie eine Rakete Besatzungen auf den Orbit der Internationalen Raumstation bringt. Da der Weg von den einfacheren Grundlagen hin zu einer realen Darstellung eines Raketenflugs recht komplex ist und Kenntnisse aus mehreren Klassenstufen benötigt, beschränkt sich die aktuelle Ausarbeitung auf die Einführung der Grundbegriffe und einfachen, idealisierten Anwendungen. Zentrale Bedeutung hat dabei die Raketengleichung. Weiterführende Ableitungen, die mehrstufige Raketen thematisieren, werden in einer gesonderten Ausarbeitung behandelt. Zur Einleitung in das Prinzip des Rückstoßes werden kurz einige Beispiele vorgestellt
Zur Übersicht Zum externen WeblinkStromversorgung auf der ISS
Diese Aktivität ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, die Stromversorgung der Internationalen Raumstation zu untersuchen. Falls vorhanden, ermitteln sie die augenblicklichen Parameter des elektrischen Systems aus der Telemetrie der ISS in Echtzeit. Ansonsten können sie Archivdaten nutzen, die den Arbeitsunterlagen beigefügt sind. Hieraus berechnen sie die von den Solarzellen zur Verfügung gestellte elektrische Leistung.
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Zum externen WeblinkVideo aus einer Nebelkammer
Das Video zeigt Aufnahmen aus einer Diffusionsnebelkammer. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkZerfallsgesetz, Zerfallskonstante und Halbwertszeit
- Für den Bestand \(N\) der zum Zeitpunkt \(t\) noch nicht zerfallenden Atomkerne gilt \(N(t) = {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\) mit der Zerfallskonstanten \(\lambda\).
- Für die Aktivität \(A\) zum Zeitpunkt \(t\) gilt \(A(t) = {A_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}} = \lambda \cdot {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\).
- Die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) ist die Zeitspanne, in der sich die Anzahl der nicht zerfallenen Atomkerne eines radioaktiven Präparats halbiert.
- Zwischen der Zerfallskonstanten \(\lambda\) und der Halbwertszeit \({T_{1/2}}\) besteht der Zusammenhang \(\lambda = \frac{{\ln \left( 2 \right)}}{{{T_{1/2}}}}\).
- Für den Bestand \(N\) der zum Zeitpunkt \(t\) noch nicht zerfallenden Atomkerne gilt \(N(t) = {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\) mit der Zerfallskonstanten \(\lambda\).
- Für die Aktivität \(A\) zum Zeitpunkt \(t\) gilt \(A(t) = {A_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}} = \lambda \cdot {N_0} \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}\).
- Die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) ist die Zeitspanne, in der sich die Anzahl der nicht zerfallenen Atomkerne eines radioaktiven Präparats halbiert.
- Zwischen der Zerfallskonstanten \(\lambda\) und der Halbwertszeit \({T_{1/2}}\) besteht der Zusammenhang \(\lambda = \frac{{\ln \left( 2 \right)}}{{{T_{1/2}}}}\).
Auswerten von Zerfallskurven
- Aus Messwerten vom Zerfall eines radioaktiven Präparates kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Anfangsaktivität \(A_0\), die Zerfallskonstante \(\lambda\) und die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
- Aus Messwerten vom Zerfall eines radioaktiven Präparates kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Anfangsaktivität \(A_0\), die Zerfallskonstante \(\lambda\) und die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
Auswerten von Absorptionskurven
- Aus Messwerten z.B. der Zählrate \(R\) ionisierender Strahlung hinter Absorbern kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Zählrate \(R_0\) ohne Absorber, den Absorptionskoeffizienten \(\mu\) und die Halbwertsschichtdicke \(d_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
- Aus Messwerten z.B. der Zählrate \(R\) ionisierender Strahlung hinter Absorbern kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Zählrate \(R_0\) ohne Absorber, den Absorptionskoeffizienten \(\mu\) und die Halbwertsschichtdicke \(d_{1/2}\) bestimmen.
- Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.
Ionisierende Strahlung radioaktiver Stoffe
Seit 2018 werden, orientiert am Kernlehrplan Physik für die gymnasiale Oberstufe und insbesondere an den dort hervorgehobenen Experimenten, digitale Unterstützungsmaterialien zum Lehren und Lernen im Physikunterricht konzipiert. Dabei werden fortlaufend in Zusammenarbeit mit einer Arbeitsgruppe bei QUA-LiS NRW und der Freien Universität Berlin interaktive Bildschirmexperimente (IBEs) entwickelt, welche in lehrplankonforme Lernumgebungen eingebettet sind.
Interaktive Bildschirmexperimente stellen eine Ergänzung zu den im Unterricht real durchgeführten Experimenten dar. Sie können und sollen den Mehrwert einer realen Versuchsdurchführung nicht ersetzen. Die Materialien sind durch Hilfen zu den Aufgaben auf der einen Seite und durch Exkurse und Vertiefungen auf der anderen Seite insbesondere auch für binnendifferenzierende Unterrichtsvorhaben besonders geeignet.
Seit 2018 werden, orientiert am Kernlehrplan Physik für die gymnasiale Oberstufe und insbesondere an den dort hervorgehobenen Experimenten, digitale Unterstützungsmaterialien zum Lehren und Lernen im Physikunterricht konzipiert. Dabei werden fortlaufend in Zusammenarbeit mit einer Arbeitsgruppe bei QUA-LiS NRW und der Freien Universität Berlin interaktive Bildschirmexperimente (IBEs) entwickelt, welche in lehrplankonforme Lernumgebungen eingebettet sind.
Interaktive Bildschirmexperimente stellen eine Ergänzung zu den im Unterricht real durchgeführten Experimenten dar. Sie können und sollen den Mehrwert einer realen Versuchsdurchführung nicht ersetzen. Die Materialien sind durch Hilfen zu den Aufgaben auf der einen Seite und durch Exkurse und Vertiefungen auf der anderen Seite insbesondere auch für binnendifferenzierende Unterrichtsvorhaben besonders geeignet.
Sammlung interaktiver Experimente zur ionisierenden Strahlung
Diese Sammlung an interaktiven Bildschirmexperimenten (IBE) zeigt Experimente zur Beobachtung der drei Arten ionisierender Strahlung, und der Absorbtion der Strahlungen durch verschiedene Medien. Außerdem werden Wechselwirkungen der ionisierenden Strahlung mit Materie und deren Auswirkungen auf den menschlichen Organismus untersucht.
Zwischen den Experimenten könnt ihr durch Anklicken der Themen oder mit den Pfeilen unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.
Diese Sammlung an interaktiven Bildschirmexperimenten (IBE) zeigt Experimente zur Beobachtung der drei Arten ionisierender Strahlung, und der Absorbtion der Strahlungen durch verschiedene Medien. Außerdem werden Wechselwirkungen der ionisierenden Strahlung mit Materie und deren Auswirkungen auf den menschlichen Organismus untersucht.
Zwischen den Experimenten könnt ihr durch Anklicken der Themen oder mit den Pfeilen unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.
Potentialtopfmodell (Fermi-Gas-Modell)
- Der Neutronentopf hat am Rand einen horizontalen Potentialverlauf mit Potential Null und einen scharf begrenzten Rand mit Einsetzen der Kernkraft.
- Beim Protonentopf muss das Coulombpotential berücksichtigt werden, sodass das Potential am Rand positiv und nach außen mit \(\frac{1}{r}\) abfällt.
- Der Boden des Neutronentopfes liegt energetisch bei ca. \(-46\,\rm{MeV}\), derjenige des Protonentopfes liegt etwas höher, da sich die Protonen im Kern gegenseitig abstoßen.
- Der Neutronentopf hat am Rand einen horizontalen Potentialverlauf mit Potential Null und einen scharf begrenzten Rand mit Einsetzen der Kernkraft.
- Beim Protonentopf muss das Coulombpotential berücksichtigt werden, sodass das Potential am Rand positiv und nach außen mit \(\frac{1}{r}\) abfällt.
- Der Boden des Neutronentopfes liegt energetisch bei ca. \(-46\,\rm{MeV}\), derjenige des Protonentopfes liegt etwas höher, da sich die Protonen im Kern gegenseitig abstoßen.
Podcastfolge über elektromagnetische Kraft
In dieser Podcastfolge von der Welt der Physik geht es um die elektromagnetische Kraft und ihre Rolle in unserem Alltag.
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Zum externen WeblinkPodcastfolge über schwache Wechselwirkung
In dieser Podcastfolge von der Welt der Physik geht es um die schwache Wechselwirkung und ihre Rolle im Universum.
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Zum externen WeblinkPodcastfolge über starke Wechselwirkung
In dieser Podcastfolge von der Welt der Physik geht es um die starke Wechselwirkung und ihre Funktion bei der Bindung von Protonen und Neutronen im Atomkern sowie zwischen ihnen selbst.
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Zum externen WeblinkPodcastfolge über Gravitation
In dieser Podcastfolge von der Welt der Physik geht es um die Gravitation. Es wird erklärt, warum es sich bei der Gravitation um die vermutlich mysteriöseste unter den vier fundamentalen Kräfte der Natur handelt.
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Zum externen WeblinkDas isoPhone Sr-90
Diese Lernaufgabe der IMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit einem fiktiven Gerät: einem Smartphone mit Isotopenbatterie. Mit Hilfe eines Werbeflyers und anderen Materialien kommen die Schülerinnen und Schüler zu einer begründeten Entscheidung, ob sie dieses Gerät kaufen würden oder nicht. Die für eine umfassende Bewertung/ Beurteilung erforderlichen Kriterien (fachliche und außerfachliche) finden die Lernenden selbst und lernen, Argumente abzuwägen und abschließend zu urteilen. Der methodische Fokus liegt in der Förderung der Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler.
Zur Erarbeitung stehen unterschiedliche Materialien zur Verfügung, die auch auf ihren Wahrheitsgehalt überprüft werden sollten (Quellenkritik). Als Lernprodukt entsteht ein Chatbeitrag, der die begründete und kriterienorientierte Entscheidung darlegt.
Diese Lernaufgabe der IMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit einem fiktiven Gerät: einem Smartphone mit Isotopenbatterie. Mit Hilfe eines Werbeflyers und anderen Materialien kommen die Schülerinnen und Schüler zu einer begründeten Entscheidung, ob sie dieses Gerät kaufen würden oder nicht. Die für eine umfassende Bewertung/ Beurteilung erforderlichen Kriterien (fachliche und außerfachliche) finden die Lernenden selbst und lernen, Argumente abzuwägen und abschließend zu urteilen. Der methodische Fokus liegt in der Förderung der Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler.
Zur Erarbeitung stehen unterschiedliche Materialien zur Verfügung, die auch auf ihren Wahrheitsgehalt überprüft werden sollten (Quellenkritik). Als Lernprodukt entsteht ein Chatbeitrag, der die begründete und kriterienorientierte Entscheidung darlegt.
Lernaufgabe: Das isoPhone Sr-90
Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit einem fiktiven Gerät: einem Smartphone mit Isotopenbatterie. Mit Hilfe eines Werbeflyers und anderen Materialien kommen die Schülerinnen und Schüler zu einer begründeten Entscheidung, ob sie dieses Gerät kaufen würden oder nicht. Die für eine umfassende Bewertung/ Beurteilung erforderlichen Kriterien (fachliche und außerfachliche) finden die Lernenden selbst und lernen, Argumente abzuwägen und abschließend zu urteilen. Der methodische Fokus liegt in der Förderung der Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler.
Zur Erarbeitung stehen unterschiedliche Materialien zur Verfügung, die auch auf ihren Wahrheitsgehalt überprüft werden sollten (Quellenkritik). Als Lernprodukt entsteht ein Chatbeitrag, der die begründete und kriterienorientierte Entscheidung darlegt.
Dieses OER-Material und weiteres Material der iMINT-Akademie Berlin gibt es unter:
https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/unterricht/faecher/mathematik-naturwissenschaften/mint/i-mint-akademie/weiterfuehrende-schulen/fachset-physik-1
Diese Lernaufgabe der iMINT-Akademie Berlin zum übergreifenden Thema „Verbraucherbildung“ beschäftigt sich mit einem fiktiven Gerät: einem Smartphone mit Isotopenbatterie. Mit Hilfe eines Werbeflyers und anderen Materialien kommen die Schülerinnen und Schüler zu einer begründeten Entscheidung, ob sie dieses Gerät kaufen würden oder nicht. Die für eine umfassende Bewertung/ Beurteilung erforderlichen Kriterien (fachliche und außerfachliche) finden die Lernenden selbst und lernen, Argumente abzuwägen und abschließend zu urteilen. Der methodische Fokus liegt in der Förderung der Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler.
Zur Erarbeitung stehen unterschiedliche Materialien zur Verfügung, die auch auf ihren Wahrheitsgehalt überprüft werden sollten (Quellenkritik). Als Lernprodukt entsteht ein Chatbeitrag, der die begründete und kriterienorientierte Entscheidung darlegt.
Dieses OER-Material und weiteres Material der iMINT-Akademie Berlin gibt es unter:
https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/unterricht/faecher/mathematik-naturwissenschaften/mint/i-mint-akademie/weiterfuehrende-schulen/fachset-physik-1
Der Kernspaltungstisch im Deutschen Museum
Artikel über die Geschichte der Kernspaltung und das Ausstellungsexponat "Kernspaltungstisch" im Deutschen Museum. Artikel: "Der Kernspaltungstisch" von Susanne Rehn-Taube, Seite 139ff
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Zum externen WeblinkDESYs KworkQuark
Sie wollen wissen, woraus das Universum besteht? Was es mit Quarks und Elektronen auf sich hat? Dann ist DESYs KworkQuark genau das Richtige für Sie.
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Zur Übersicht Zum externen Weblinkkernfragen.de - Wissensportal Kernenergie
kernfragen.de ist das Wissensportal für alle, die mehr über das Thema Kernenergie und deren friedliche Nutzung wissen möchten.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkLHC-Closer
Informationen rund um das CERN und den LHC: Geschichte, Technik, Anwendungen, Finanzen und vieles mehr. Physikalische Grundlagen (Magnetfeld, Energie und Impuls, Vakuum…) sind ansprechend auf Oberstufenniveau erklärt (mit Formeln).
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Informationen rund um den LHC. Hier geht es nicht nur um Physik, sondern auch um Anwendungen und Sicherheit. Auch der aktuelle Stand des LHC kann unter „LHC Online“ abgefragt werden.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkGrundlagen der Teilchenphysik
Etwas ältere, dafür ausführliche Teilchenphysik-Tour (funktioniert nicht in allen Browsern). Bietet weiterführende Informationen zur Geschichte der Teilchenphysik, Detektoren etc.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkEtwas ältere, dafür ausführliche Teilchenphysik-Tour (funktioniert nicht in allen Browsern). Bietet weiterführende Informationen zur Geschichte der Teilchenphysik, Detektoren etc.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkDas Teilchen Abenteuer (Particle Adventure)
Preisgekrönte Teilchenphysik-Tour, mit Quizfragen. Gut zum Einstieg ins Thema, auch ganz ohne Vorkenntnisse. Hinweis: Das ist eine englische Webseite.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkPreisgekrönte Teilchenphysik-Tour, mit Quizfragen. Gut zum Einstieg ins Thema, auch ganz ohne Vorkenntnisse. Hinweis: Das ist eine englische Webseite.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkWelt der Physik
Umfangreiche Sammlung von Artikeln und Nachrichten rund um Teilchenphysik. Die Themen: Aktuelle Forschung, Technik, Anwendungen, Forschungsinstitute rund um die Welt u.v.m.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkUmfangreiche Sammlung von Artikeln und Nachrichten rund um Teilchenphysik. Die Themen: Aktuelle Forschung, Technik, Anwendungen, Forschungsinstitute rund um die Welt u.v.m.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkDeutsches Teilchenphysik-Portal
Deutsches Teilchenphysik-Portal mit Infos rund um den LHC und aktuellen Nachrichten.
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