Wenn Strahlung auf Materie trifft, kann es zum Comptoneffekt kommen: energiereiche Photonen treffen auf locker gebundene Elektronen im Streukörper und werden nach den (relativistischen) Gesetzen eines dezentralen, elastischen Stoßes gestreut. Dabei übergibt das Photon Energie an das (als ruhend angesehene) Elektron. Der Energieverlust des gestreuten Photons äußert sich in dessen vergrößerten Wellenlänge. Die Wellenlängenverschiebung ist unabhängig von der Wellenlänge der Primärstrahlung und wird allein durch den Streuwinkel bestimmt. Quantitativ wird dies durch die Comptonformel beschrieben.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm erlaubt die Variation der Position des Spektrometers (Streuwinkel) sowie der Energie der primären Gammastrahlung.

Sie finden hier drei verschiedene Versionen des Millikan-Versuchs als downloadbare (Windows-)Computersimulationen.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm simuliert einen Driftröhren-Linearbeschleuniger für Protonen und schwerere Teilchen. Insgesamt werden 10 Driftröhren dargestellt. Amplitude und Frequenz der hochfrequenten Wechselspannung können variiert werden, um so die optimale Anpassung zu finden. Sie können wählen, ob Sie ein einzelnes Teilchen bewegen wollen oder Teilchenpakete (Bunches), wie es in der Realität der Fall ist. Relativistische Effekte wurden nicht berücksichtigt, da die Geschwindigkeiten der Protonen bei diesem kurzen Beschleuniger im Bereich von nur einigen Prozent der Lichtgeschwindigkeit liegen

Dieses downloadbare (Windows-)Programm zeigt, wie sich ein Elektron verhält, das in einen sehr kleinen würfelförmigen Kasten eingesperrt wird.
In der Quantenphysik wird dieser Kasten als dreidimensionaler Potentialtopf interpretiert, in dem das Elektron nur ganz bestimmte Energieniveaus annehmen kann. Außerdem darf das Elektron sich nur in bestimmten Raumbereichen aufhalten. Etwas physikalischer formuliert: Die Energie des Elektrons innerhalb des Potentialtopfes ist gequantelt und sein Aufenthaltsbereich ist auf Orbitale beschränkt. Dieses Verhalten des Elektrons ergibt sich aus der Schrödinger-Gleichung. Die Simulation erlaubt die Eingabe verschiedener Quantenzahlen. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons (Orbital) wird durch die Dichte von Punktewolken dargestellt. Der Würfel lässt sich drehen, so dass die Lage der einzelnen Orbitale gut sichtbar wird. Außerdem kann man die Energie des Elektrons bei vorgegebener Größe des Kastens ablesen.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm löst die eindimensionale, stationäre Schrödingergleichung für den Aufenthalt eines Elektrons in einem Linearen Potentialtopf auf numerischem Weg.
Dabei lassen sich drei Szenarien einstellen:
1. Linearer Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
2. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen, aber breiten Wand
3. Linearer Potentialtopf mit einer niedrigen und schmalen Wand.
Die Höhe (Potentielle Energie) und die Breite der Wand lassen sich bei 2. und 3. variieren.
Durch Eingabe der Gesamtenergie des Elektrons lassen sich Wellenfunktionen finden, die innerhalb der Wand gegen Null konvergieren. Nur diese Wellenfunktionen sind physikalisch sinnvoll und beschreiben das Eindringen in die Wand bzw. das Durchtunneln der Wand im Sinne des quantenmechanischen Effekts richtig.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm löst die stationäre Schrödingergleichung des radialen Anteils der Wasserstoffwellenfunktion auf numerischen Weg und stellt die Wahrscheinlichkeitsdichten, Aufenthaltswahrscheinlichkeiten und Orbitale des Elektrons grafisch dar. Der Wert für die Gesamtenergie des Elektrons kann vom Anwender mit Hilfe von Schiebereglern beliebig gewählt werden. Der Drehimpuls darf die Werte 0,1,2,3 und 4 annehmen. Dass Programm liefert dann durch Lösen der Differentialgleichung eine entsprechende Wellenfunktion. Aber nur bei wenigen, ganz speziellen Energiewerten ergeben sich Funktionen, die gegen Null konvergieren und damit physikalisch sinnvolle Lösungen der Differentialgleichung darstellen. Diese Energiewerte werden Eigenwerte der Differentialgleichung genannt und entsprechen den vom Bohrschen Atommodell bekannten Energien des Wasserstoff-Termschemas.

Die Strahlung von Röntgenröhren kann sehr unterschiedlich ausfallen. Die Spektren sind abhängig vom Anodenmaterial der Röhre, der Beschleunigungsspannung, dem Röhrenstrom und den verwendeten Filtermaterialien.

Dieses downloadbare (Windows-)Programm berechnet Röntgenspektren unter Berücksichtigung all dieser Faktoren. Dabei werden die Spektren so dargestellt, als wären sie durch die Drehkristallmethode aufgenommen worden. Das Spektrum erster Ordnung wird bei diesem Verfahren stets von den Spektren höherer Beugungsordnungen überlagert. Das Programm ermöglicht aber auch die Übertragung der Drehkristall-Spektren auf eine Wellenlängen- oder Energieskala, wobei die höheren Beugungsordnungen dann unberücksichtigt bleiben.

Das downloadbare (Windows-)Programm berechnet die Intensitätsverteilung, die sich in einiger Entfernung hinter einem Mehrfachspalt (bis n = 100) ergibt.

Die berechneten Intensitätswerte werden in Kurvenform ausgegeben. Außerdem erzeugt das Programm die Abbildung der Interferenzfigur auf dem Beobachtungsschirm.

Bei weißer Beleuchtung werden die entsprechenden Spektren berechnet – so, wie man sie auf dem Beobachtungsschirm sehen würde. Ebenso lassen sich die Spektren von sechs verschiedenen Spektralröhren berechnen und darstellen.

Die Themenseite rund um Blitze bietet vielfältiges Material, Videos und für Lerner geeignete Erklärungen.

Das Netzwerk Teilchenwelt stellt eine ausführliche Anleitung bereit, wie man eine Nebelkammer mit relativ einfachen Mitteln selbst bauern kann.

Prof. Harald Lesch erklärt bei alpha-Centauri, was man unter Radioaktivität versteht und geht auch auf die Bedeutung der Radioaktivität in der Astronomie ein.

Das Portal Lehrerfortbildung-BW bietet zum Versuch zum blinden Fleck eine schöne Experimentiervorlage zum Ausdrucken.

Der Fachverband für Strahlenschutz e.V. bietet gemeinsam mit der Uni Mainz ein virtuelles Experiment zu Bestimmung der Halbwertszeit von Ba137m an. Nutzbar unter Windows und Android.

Der Fachverband für Strahlenschutz e.V. bietet hier anschaulich und gut verständlich Informationen zu Themen wie Strahlenschutz beim Fliegen, Medizinische Strahlenexposition oder Dosis im Strahlenschutz.

Schöne Übersicht über die Weltbilder von Ptolemäus bis heute mit Animationen, die zum Teil mit historischen Himmelkarten unterlegt sind.

Im Fachset Physik der iMINT-Akademie Berlin wurde ein Unterrichtsmodul zum Thema „Wärme im Alltag – Energie ist immer dabei“ entwickelt. Dabei sollen die Arten der Wärmeübertragung im Kontext der Wärmeversorgung in der Schule vermittelt werden. Wesentliche Ziele sind die individuelle Förderung aller Schülerinnen und Schüler und die Berücksichtigung der Bedürfnisse der Lernenden mit geistigen oder mit emotional- bzw. sozialen Entwicklungsstörungen. Besonders im Übungsteil wird der Schwerpunkt der Kompetenzentwicklung im Bereich der Sprachbildung deutlich. Durch die Arbeit an Lernstationen erhalten die Schülerinnen und Schüler Zeit, um sich die Zusammenhänge einer relativ komplexen technischen Anlage, der Heizungsanlage ihrer Schule, zu erarbeiten. Außerdem können sie Verantwortung für die eigene Schul- und Lebenswelt übernehmen.

Das Video von Prof. Dr. Stefan Heusler, Uni Münster erläutert eindrucksvoll und anschaulich die Vorgänge am PN-Übergang von Halbleitern.

Das Video von Prof. Dr. Stefan Heusler, Uni Münster erläutert anschaulich und schülergerecht die Unschärferelation von Heisenberg.

Die auch für Tablets geeignete Simulation zeigt anschaulich verschiedene Umwandlungen zwischen Energieformen. Dabei kann eingestellt werden, ob Wärmeverluste auftreten oder nicht.

Katze und Uhu erklären die grundlegenden Quanteneffekte. Der Helmholtz-Wissenschaftscomic erscheint einmal im Monat.

Das Windows-Programm führt die Rechnungen der Lorentztransformation auf Knopfdruck durch. Mehr Infos zum Programm unter http://www.hermann-huck.homepage.t-online.de/seite2.htm

Die Animation erklärt ausführlich durch welche Bewegung welche Kräfte zwischen Sonne, Mond und Erde entstehen und wie diese Kräfte die Gezeiten auf den Meeren beeinflussen.

Schatten als "Fehlen von Licht" ergibt sich nicht einfach aus unserer Wahrnehmung. Vielmehr wird er von vielen Schülerinnen und Schülern als etwas angesehen, das ein Gegenstand generell besitzt. Mit der einfachen Frage, welcher der farbigen Schatten sich bewegt, wenn eine der Lampen bewegt wird, kann man eine kognitive Auseinandersetzung mit dieser Fehlvorstellung anregen. Die Beantwortung dieser Fragestellung setzt voraus, dass die Idee der geradlinigen Lichtausbreitung routinemäßig als gedankliches Werkzeug genutzt wird.

In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich die Lernenden mit der Streuung von Sonnenstrahlung in der Atmosphäre: Warum ist der Himmel blau, aber Wolken sind weiß?

Im Alltag begegnen wir häufig Bildern und Filmen, die durch die 3D-Methode einen räumlichen Eindruck vermitteln. Vor allem durch verbesserte Technik kamen ab 2009 vermehrt 3D-Filme in die Kinos und seit 2010 nun auch 3D-Fernseher ins Wohnzimmer. Doch wie funktioniert der Effekt überhaupt und welche Technik steckt dahinter?

Die Unterrichtseinheit vermittelt grundlegende Informationen zum Thema Elektromobilität. Darin setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Vorteilen von Elektrofahrzeugen als auch mit künftigen Herausforderungen im Bereich Elektromobilität auseinander.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Neutrinos erarbeiten die Schülerinnen und Schüler grundlegende physikalische Eigenschaften des Betazerfalls, erfahren, welche Rolle das Neutrino dabei spielt und welche Eigenschaften dieses Elementarteilchen besitzt. Die Arbeitsblätter nehmen dabei Bezug auf ein Erklärvideo zum Thema Neutrinos. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.

Die hier vorgestellten Videos sind Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

Die hier vorgestellten Videos sind Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

Auf dieser Seite bündeln wir für Sie Lehrvideos für den Physik-Unterricht in den Sekundarstufen. Die Unterrichtsthemen reichen von der Atmosphäre der Sonne bis hin zu Verbrennungsmotoren.