Inhaltsverzeichnis. Akustische Phänomene

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1 Inhaltsverzeichnis Akustische Phänomene Offene Aufgaben: Physik macht Musik Schallquellen und Schallempfänger Hohe und tiefe Töne Forscherwerkstatt Das Lineal als Schallquelle n Kompetenz Empfinden und Messen unterscheiden Musikinstrumente Vertiefung Ton und Klang n Projekt Wer spricht? n Vertiefung Der Klang macht die Musik n Forscherwerkstatt Hören hat Grenzen n Offene Aufgaben: Ohren auf im Staßenverkehr Schallausbreitung Projekt Wir bauen ein Fadentelefon n Schall wird reflektiert Interessantes Reflexionen n Kompetenz Präsentieren Schallschutz Physik und Biologie Unser Ohr Interessantes Physik und Biologie Projekt Schallstärke messen n Kompetenz Sachtexte lesen und bewerten Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Projekt - Richtungshören n Optische Phänomene an Grenzflächen Offene Aufgaben: Augen auf im Straßenverkehr Lichtquellen und Lichtempfänger Kompetenz Physik hilft bewerten Lichtausbreitung Vertiefung Messung der Beleuchtungsstärke n Projekt Beleuchtungsstärke in unserer Schule n Beleuchtete Himmelskörper Interessantes Der beleuchtete Mond n Licht und Schatten Projekt Bau einer verbesserten Lochkamera n Offene Aufgaben: Lichtwege an Grenzflächen Spiegelbild und Reflexion Lichtbrechung Kompetenz Mathematik ist mehr als Rechnen Totalreflexion Interessantes Der größte Brechungswinkel beim Tauchen.. 57 n Physik und Technik Der Reflektor, Lichtleiter und Glasfaserkabel, Endoskop n Projekt Bau eines Periskops n Offene Aufgaben: Das Auge und seine Hilfen Linsen erzeugen Bilder Praktikum Bildgröße bei der Linsenbildung n Methode Mathematik anwenden n Kompetenz Experimente führen zu Erkenntnissen Das Auge Offene Aufgaben: Jetzt wird s bunt Farbwahrnehmung Interessantes Der Regenbogen n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Akustische Phänomene Optische Phänomene an Grenzflächen Die mit n gekennzeichneten Seiten beinhalten ergänzende Vertiefungen, Themen und Projekte. Inhaltsverzeichnis 3

2 Thermische Ausdehnung in Experiment und Modell Energie Bewegung Kraft Thermische Ausdehnung in Experiment und Modell Offene Aufgaben: Was sich mit der Temperatur ändert Temperatur verändert Abmessung Kompetenz Zusammenhänge beschreiben Vertiefung Ausdehnung beim Erhitzen genau messen n Physik und Technik n Wie misst man Temperaturen? Kompetenz Protokoll eines Versuches Vertiefung Das Gasthermometer n Interessantes Gebeamte Temperatur n Forscherwerkstatt Herstellen einer Fahrenheitskala n Offene Aufgaben: Am Wasser zeigt s sich Teilchenmodell Vertiefung Teilchenmodell und Ameisen n Vertiefung Die Idee von den kleinsten Teilchen n Physik und Biologie Anomalie des Wassers n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Energie Bewegung Kraft Offene Aufgaben: Energie bleibend und doch wandelbar Innere Energie Energiekonten und Energieübertragung Vertiefung Energieübertragung auf dem Herd n Bewegungsenergie Physik und Technik Schwungradantrieb Höhenenergie Physik und Technik Wohin mit der Höhenenergie? n Energieübertragung und Energiewandler Kompetenz Energiesprache und Energieübertragungsketten Projekt Modellauto mit Gummiantrieb Vertiefung Spannenergie n Methode Lernen an Stationen Energie ist messbar und bedeutend Vertiefung Energiemessgerät für elektrische Geräte n Physik und Biologie und Chemie Energie bleibt erhalten Offene Aufgaben: Bewegung Ortsänderung in der Zeit Die Geschwindigkeit Geschwindigkeit längs einer Geraden Methode Ausgleichsgerade Vertiefung Geschwindigkeit und Steigung n Interessantes Das t-υ-diagramm zeigt auch den zurückgelegten Weg n Interessantes Der Bewegungsmesswandler n Projekt Hausversuch: Geänderte Geschwindigkeit selbst gemessen n Offene Aufgaben: Kraft, Bewegungsänderung, Wechselwirkung Wechselwirkung zwischen Körpern Die Wirkung von Kräften Kraftmessung Inhaltsverzeichnis

3 Körper erfahren Gravitationskräfte Interessantes Gewichtskräfte, nicht überall gleich n Vertiefung Nachweis der Schwerkraft im Labor n Körper haben Masse Vertiefung Wägesätze n Der Ortsfaktor Interessantes Wie definiert man Größen? n Interessantes Gravitationszonen Zusammenwirken von Kräften auf einer Linie Die Beschleunigung Kompetenz Änderungsrate in der Physik n Masse Ein Maß für Trägheit Wechselwirkungskräfte zwischen zwei Körpern Kompetenz Kräfte unterscheiden Projekt Passive Sicherheit im Straßenverkehr n Kräfte und Bewegung Methode Lernen an Stationen n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Projekt Der Nabendynamo als Fahrtenschreiber n Atomaufbau und ionisierende Strahlung Offene Aufgaben: Vom Atom zur Kernenergie Elektrische Ladung Positive und negative Ladung Interessantes Faradaykäfig n Aufbau der Atome Vertiefung Der Rutherfordsche Streuversuch n Vertiefung Kernkräfte n Interessantes Atommodelle im Laufe der Zeit n Vertiefung Frei bewegliche Elektronen im Leiter n Radioaktive Stoffe und Nachweisgeräte für ihre Strahlung Interessantes Die Entdeckung der Radioaktivität n Strahlung radioaktiver Stoffe Halbwertszeit Vertiefung Zum Zerfall radioaktiver Kerne n Nuklidkarte und Zerfallsreihen Interessantes Röntgenstrahlung n Kernspaltung, Kernenergie Vertiefung Plutonium n Vertiefung Beispiele für Unfälle in Kernkraftwerken n Offene Aufgaben: Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Strahlenexposition Strahlenschäden Strahlenschutz Methode Selbstständig beurteilen n Projekt Radium als Allheilmittel n Strahlennutzen Methode Selbstständig bewerten n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Projekt Radioaktivität von Lebensmitteln n Atomaufbau und ionisierende Strahlung Inhaltsverzeichnis 5

4 Spannung und Induktion Kosmos und Forschung Wärmetransport und ihre Beeinflussung Spannung und Induktion Offene Aufgaben: Elektrizität ist überall spannend Elektrisches Potenzial und Spannung Kompetenz Mit Modellen veranschaulichen Praktikum Spannungen in Reihen- und Parallelschaltungen n Interessantes Alessandro Volta Erfinder der Batterie n Projekt Fruchtbatterie n Offene Aufgaben: Elektrische Energie für zu Hause Elektrische Leistung und Energie Vertiefung Mit Ressourcen verantwortungsvoll umgehen n Offene Aufgaben: Kraftwerke Bereitstellung elektrischer Energie Projekt Vergleichen und Bewerten von Methoden zur Bereitsstellung elektrischer Energie n Offene Aufgaben: Bewegung erzeugt Spannung Der Generator und seine Funktionsweise Induktion Vertiefung Wechselspannung sichtbar gemacht n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Kosmos und Forschung Offene Aufgaben: Forschung aktuell Wissenschaft in den Medien Erkenntnisse gewinnen Informieren und recherchieren Eine Präsentation planen und vorstellen Projekt Modellexperimente Sonne, Mond und Erde n Populärwissenschaftliche Informationen beurteilen Wärmetransport und ihre Beeinflussung Offene Aufgaben: Wasser kühlt und wärmt Wärme erhöht die innere Energie eines Körpers Praktikum Spez. Wärmekapazität n Interessantes Maritimes und kontinentales Klima n Vertiefung Nachgedacht n Methode Praktikum und Kugellager n Methode Kurzvorträge mit Experimenten n Interessantes Das Wetter n Offene Aufgaben: Energieeffizienz bei Häusern Energie strömt Vertiefung Innere Energie und Wärmestrom n Vertiefung Peltier-Element n Vertiefung U-Wert n Draußen wärmt drinnen die Wärmepumpe Vertiefung Kühlschrank genauer betrachtet n Interessantes Interview mit einem Energieberater n Wärmekraftmaschine Interessantes Zum Stirlingmotor und zum Verbrennungsmotor n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Inhaltsverzeichnis

5 Gesetzmäßigkeiten im elektrischen Stromkreis Offene Aufgaben: Strom kann gefährlich sein Elektrische Stromstärke und ihre Messung Interessantes Festlegung der Einheit Stromstärke n Widerstand, Spannung, Stromstärke Praktikum Salzkonzentration bestimmen n Elektrische Bauteile und ihre Kennlinien Vertiefung Gefahren durch den elektrischen Strom n Praktikum Spannung und Stromstärke: U-I-Kennlinien n Vertiefung Besondere Widerstände n Regeln für die Reihenschaltung Projekt Spannungsteiler n Offene Aufgaben: Elektroinstallation im Haus Verzweigte Stromkreise Vertiefung Kombinierte Reihen- und Parallelschaltung n Vertiefung Schutzmaßnahmen n Elektrische Leistung Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Projekt Standlicht mit Energiespeicher n Projekt Spezifischer Widerstand n Maschinen und ihr Wirkungsgrad Offene Aufgaben: Effizienz bei Maschinen Mechanische und elektrische Maschinen Wirkungsgrad elektrischer Geräte Praktikum Wasser energiesparend erhitzen n Kompetenz Daten in Tabellen darstellen Ein Maß für mechanisch übertragene Energie Vertiefung Energieübertragung beim Kran n Vertiefung Arbeit und innere Energie n Der Flaschenzug und sein Wirkungsgrad Praktikum Arbeit an der schiefen Ebene n Wirkungsgrad von Motor und Generator Kompetenz Technische Geräte verstehen Vertiefung Wirkungsgrad von Elektromotoren n Physik und Technik Pumpspeicherwerk n Vertiefung Merkt man an Generatoren, dass ein Verbraucher angeschlossen ist n Vertiefung Ein Generator ohne Schleifkontakte n Praktikum Der Wirkungsgrad eines Nabendynamos n Interessantes Damals und heute n Mechanische und elektrische Energie aus Wärme Kompetenz Wirkungsgrad bewerten Vertiefung Der Wirkungsgrad eines Stirlingmotors n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Projekt Wirkungsgrad eines Demonstrations- Stirlingsmotors n Gesetzmäßigkeiten im elektrischen Stromkreis Maschinen und ihr Wirkungsgrad Inhaltsverzeichnis 7

6 Sensoren im Alltag Praxis und Forschung Sensoren im Alltag Offene Aufgaben: Sensoren messen Sensorik Interessantes Chappe scher Telegraf n Vertiefung Elektrische Signalübertragung und elektromagnetische Wellen n Interessantes Gefühlte Temperatur n Interessantes Kräfte mit einem Sensor messen n Offene Aufgaben: Sensoren in der Medizin Körpertemperatur bestimmen Projekt Einen NTC-Widerstand als Sensor nutzen n Interessantes Temperatur messen ohne Berührung n Kreislauf untersuchen Projekt Pulsmessung selbst gemacht n Offene Aufgaben: Minilabor Smartphone Sensoren im Smartphone Vertiefung Der Touchscreen n Untersuchen akustischer Phänomene Vertiefung Das Mikrofon und der Lautsprecher n Forscherwerkstatt Den Ton sichtbar machen Vertiefung Die Mathematik eines Tones n Vertiefung Die Mathematik zweier Töne n Forscherwerkstatt Der Klang macht die Musik n Projekt Das Wasserglas-Glockenspiel n Untersuchung optischer Phänomene Interessantes Dem Licht auf der Spur n Vertiefung CCD-Sensor n Untersuchung von Bewegung Vertiefung Der Beschleunigungssensor n Forscherwerkstatt Untersuchung von Ball- Geschwindigkeiten beim Sport n Forscherwerkstatt Im freien Fall n Forscherwerkstatt Das Federpendel n Praxis und Forschung Offene Aufgaben: Tauchen; Schweben, Schwimmen Experimente planen, durchführen, dokumentieren, auswerten Druck und Auftrieb Forscherwerkstatt Phänomen Auftrieb Experimente zu Druck und Auftrieb Methode Lernen an Stationen n Vertiefung Die Dichte n Praktikum Bestimmung der Dichte n Projekt Aräometer wie viel Zucker ist im Getränk? n Projekt Das Gesetz von Amonton n Experimente zur Optik Methode Lernen an Stationen n Praktikum Sammellinse, Lupe, Mikroskop, Fernrohr n Projekt Gekrümmte Spiegel n Experimente zur Elektrik Projekt Selbst gebautes Elektroskop n Projekt Bau eines Elektromotors n Projekt Experimente mit Solarzellen n Projekt Gleichrichtung von Wechselstrom n Projekt Fet als Verstärker, Sensor und Schalter n Interessantes Funktionsweise eines Feldeffekttransistors n Anhang Stichwortverzeichnis Bildquellenverzeichnis Inhaltsverzeichnis