Nach einer kurzen Einführung in die Entdeckung, Funktionsweise und Konstruktion der elektrochemischen Farbstoffsolarzelle sowie deren Vorbild in der Natur stellen die Lernenden in Kleingruppen selbst einige dieser sogenannten Grätzelzellen her. Material steht zum Download zur Verfügung.
Kerngedanke der hier vorgestellten Versuchsanordnung ist, dass mindestens zwei Schulen aus verschiedenen Regionen oder Ländern zusammenarbeiten, um die Flugbahn und Flughöhe der ISS im Rahmen einer Messreihe zu bestimmen. Das ISS-Triangulations-Experiment wurde im Rahmen der DLR-Initiative School in Space für die 10. Klasse und die Oberstufe konzipiert. Schülerinnen und Schüler ermitteln dabei selbstständig die Parameter Flugbahn, Flughöhe, Geschwindigkeit und die Umlaufzeit der ISS mit einfachen mathematischen Berechnungen und leichtem Gerät. Material steht zum Download zur Verfügung.
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten `Die `goldene Regel der Mechanik` am Beispiel der schiefen Ebene` mit einem dynamischen GeoGebra-Applet. `Maschine (griechisch mechane, Werkzeug), in der Technik ein Gerät zur Änderung der Stärke oder Richtung einer angewandten Kraft.` Gemäß diesem Lexikoneintrag ist ein als Rampe dienendes Brett die wohl einfachste Maschine der Welt. Material steht zum Download zur Verfügung.
Im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit steht ein Webexperiment zur Elektronenbeugung: In der Genese vieler Physikkurse gelangt man über die Wellenlehre zur Quantenphysik und stellt die Beugung und Interferenz von Licht in den Gegensatz zum äußeren Photoeffekt, um den zunächst vermeintlichen Widerspruch zu nutzen um das Interesse der Schülerinnen und Schüler zu wecken. Material steht zum Download zur Verfügung.
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. Das Projekt eignet sich für Astronomie-Arbeitsgemeinschaften und wurde vom Autor im Rahmen des SINUS-Programms in Schleswig-Holstein durchgeführt. Material steht zum Download zur Verfügung.
Eine genaue Beschreibung des scheinbar so einfachen Sachverhaltes der Wurfbewegungen erweist sich als gar nicht so einfach. Interaktive Applets können durch die dynamische Darstellung der geometrischen Zusammenhänge das Verständnis jedoch erheblich erleichtern. Die Flugbahn eines Balles oder eines Steines gehören zu den alltäglichen Erfahrungen aller Schülerinnen und Schüler. Die zugrunde liegenden Wurfbewegungen und Bahnformen stellen dabei einen zentralen Aspekt der klassischen Mechanik dar. Material steht zum Download zur Verfügung.
Durch den spielerischen Umgang mit einem kleinen Simulationsprogramm werden Bewegungen im Uhrengerüst, die Relativität der Gleichzeitigkeit, die Zeitdilatation und die Längenkontraktion qualitativ veranschaulicht. Einstein widmete sich der Frage, wie man anhand seines Gedankenmodells vom Uhrengerüst zu einer Objektivierung und Strukturierung des komplexen Beobachtungsvorganges gelangt. Material steht zum Download zur Verfügung.
In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Fourier-Analyse (nach J.B.J. Fourier, 1768-1830) auf experimentelle Art und Weise kennen. Mit der Methode können komplexe Schwingungen, wie sie in der Musik und in der Physik vorkommen, in ihre Einzelkomponenten zerlegt werden. Material steht zum Download zur Verfügung.
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Die Kenntnis der Abhängigkeiten zwischen elektrischer Spannung, Widerstand und Stromstärke ist eine der fundamentalen Voraussetzungen für das Verständnis elektrischer Schaltungen. Die Kirchhoffschen Regeln sind in diesem Zusammenhang ein Werkzeug, das die Berechnung auch komplexer Schaltungen beherrschbar macht. Ein möglicher Einstieg in die Kirchhoffschen Gesetze besteht im Erforschen der Zusammenhänge von elektrischer Spannung, Widerstand und Stromstärke in einfachen zusammengesetzten Schaltungen. Getrennt nach Parallelschaltung und Reihenschaltung von zwei ohmschen Widerständen ist die Erarbeitung von grundlegenden Formeln möglich, die zu den Kirchhoffschen Gesetzen ausgebaut werden können. Im Rahmen dieses Projekts wird mittels Java-Applets und einem Simulationsprogramm, wie zum Beispiel Crocodile Physics, ein Weg gegangen, bei dem Schülerinnen und Schüler physikalisches Wissen weitgehend eigenständig erwerben. Material steht zum Download zur Verfügung.