DORN BADBADER PHYSIK. Band 2. Gymnasium Nordrhein-Westfalen

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1 DORN BADBADER PHYSIK Band 2 Gymnasium Nordrhein-Westfalen

2 DORN BADBADER PHYSIK Band 2 Gymnasium Nordrhein-Westfalen Herausgegeben von Prof. Dr. Franz Bader, Heinz-Werner Oberholz Mitbegründet von Prof. Friedrich Dorn Bearbeitet von Dirk Blaß Dietmar Fries Peter Drehmann Stefanie Grabert Christoph Hoffmann Heinz-Werner Oberholz Werner Wegner 2010 Bildungshaus Schulbuchverlage Westermann Schroedel Diesterweg Schöningh Winklers GmbH, Braunschweig Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52 a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne Einwilligung gescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen. Auf verschiedenen Seiten dieses Buches befinden sich Verweise (Links) auf Internet-Adressen. Haftungshinweis: Trotz sorgfältiger inhaltlicher Kontrolle wird die Haftung für die Inhalte der externen Seiten aus-geschlossen. Für den Inhalt dieser externen Seiten sind ausschließlich deren Betreiber verantwortlich. Sollten Sie dabei auf kostenpflichtige, illegale oder anstößige Inhalte treffen, so bedauern wir dies ausdrücklich und bitten Sie, uns umgehend per davon in Kenntnis zu setzen, damit beim Nachdruck der Verweis gelöscht wird. Druck A 1 / Jahr 2010 Alle Drucke der Serie A sind im Unterricht parallel verwendbar. Redaktion: Matthias Gutbrod Herstellung: Udo Sauter Grafiken: Robert Fontner-Forget, Liselotte Lüddecke, Bernhard A. Peter, Umschlaggestaltung: elbe-drei, Hamburg Typografie, Layout und Satz: Jesse Konzept & Text, Hannover Druck und Bindung: westermann druck GmbH, Braunschweig ISBN

3 Zu diesem Buch Das Auge und seine Hilfen Linsen erzeugen Bilder Praktikum: Bildgröße bei der Linsenabbildung n Ergänzung: Linsenbilder lassen sich konstruieren n Kompetenz Experimente führen zu Erkenntnissen Methode Lernen an Stationen: Untersuchungen zum Auge n Das Auge Interessantes: Das Sehen n Lupe und Fernrohr für größere Bilder Ergänzung: Das Mikroskop n Interessantes: Optische Geräte helfen den Menschen n Lichtwege in Natur und Technik Lichtbrechung Kompetenz Diagramme interpretieren Praktikum: Lichtbrechung mathematisch beschrieben n Totalreflexion Physik und Technik: Glasfaserkabel und andere Anwendungen n Reflexion: Das Auge wird getäuscht Vertiefung: Winkelspiegel, Reflektor n Vertiefung: Lichtbrechung bei der Linse n Die Welt der Farben Jetzt wird s bunt Forscherwerkstatt: Linienspektren und Spektrometer Sehen in Farbe Wenn farbige Lichter fehlen Interessantes: Malkasten, Farbdruck, Abendsonne n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst Du schon Kennst Du Dich aus? Sehen und Wahrnehmen Seite 9 Die mit n gekennzeichneten Seiten beinhalten ergänzende Vertiefungen, Themen und Projekte für zusätzliche Physikstunden. Die Inhalte dieser Seiten sind nicht obligatorisch im Sinne des Kernlehrplans.

4 Elektrizität Knistern, Funken, Blitzen Elektrische Ladung Projekt: Elektroskop n Kompetenz Experimente durchführen und auswerten Elektrischer Strom Interessantes: Die Erde als Ladungsreservoir Elektronen als Ladungsträger Elektronen und Atombau Interessantes: Luft wird zum Leiter n Stromquellen Interessantes: Ladung am laufenden Band der Bandgenerator Forscherwerkstatt: Zitronenbatterie und Solarzelle n Methode Schülervortrag Praktikum: Schweben, Glimmlampe, Pingpong-Versuch, elektrostatischer Motor n Seite 49 Mit Sensoren elektrisch messen Messen von Ladung Messung der elektrischen Stromstärke Praktikum: Umgang mit Amperemetern Kompetenz Analysieren von Ähnlichkeiten und Unterschieden Spannung Interessantes: Piezomikrofon n Kompetenz Idealisieren von Messdaten Projekt: Kennlinien von Glühbirne und Draht n Praktikum: Umgang mit Voltmetern n Ohm sches Gesetz und elektrischer Widerstand Methode Gruppenpuzzle n Interessantes: Dehnungsmessstreifen, elektrisches Fieberthermometer, Belichtungsmesser n Projekt: Widerstand von Drähten bestimmen n Forscherwerkstatt: Bau eines optimalen Elektromagneten Kompetenz Experimente planen Elektroinstallation im Haus Stromkreisverzweigungen Im Stromkreis ist Energie im Spiel Interessantes: und Entladen von Akkumulatoren n Verzweigter Stromkreis Unverzweigter Stromkreis Gefahren des elektrischen Stromes Kompetenz Bewerten von Sicherheitsmaßnahmen Projekt: Elektrifiziertes Puppenhaus n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst Du schon Kennst du dich aus?

5 Physik und Sport Gleichförmige Bewegung Kompetenz Auswerten von Diagrammen Vertiefung: Festlegen von physikalischen Größen n Kräfte und ihre Messung Kräfte haben Betrag und Richtung Masse und Gewichtskraft Projekt: Videoanalyse freier Fall n Zusammenwirken von Kräften Kraft und Gegenkraft Ergänzung: Reibungskräfte n Einfache Maschinen erleichtern die Arbeit Der Hebel ein Kraftwandler Ergänzung: Geschichte des Archimedes n Hebelgesetz Versteckte Hebel Projekt: Die Gangschaltung beim Fahrrad n Flaschenzug Kompetenz Technische Geräte nutzen Mechanische Energiezufuhr Arbeit Kleine Kraft großer Weg Interessantes: Flaschenzug als vielseitiger Wandler n Leistung Schnelligkeit der Energieübertragung Wertvolle Energie wird innere Energie Kompetenz Energieerhaltung als ein Grundprinzip Kraft, Druck und Energie Seite 95 Anwendungen der Hydraulik Druck im Zylinder Kolbendruck Vertiefung: Verschiebbare Teilchen n Der Druck als Messgröße Interessantes: Druck im Körper der Blutdruck n Praktikum: Kalibrieren eines Messgeräts n Hydraulische Maschinen Interessantes: Scheren und Spreizer retten Leben n Kraft durch Fläche: Ein anderer Druck Ergänzung: Anwendungen in Natur und Technik n Methode Lernen an Stationen Tauchen in Natur und Technik Schweredruck Vertiefung: Staudamm n Interessantes: Tauchen in Höhlen paradox aber verständlich n Auftriebskraft in Flüssigkeiten Schwimmen und Tauchen Projekt: Cartesianische Taucher n Ergänzung: Anwendungen in Natur und Technik n Druck gibt es auch in Luft Interessantes: Unsere Atmung n Druck und Volumen Vertiefung: Das Trommeln der Teilchen n Interessantes: Tauchen mit Lungenautomat n Ergänzung: Schnorcheln kann gefährlich sein n Kompetenz Mit Physik Gefahren bewerten Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus?

6 Radioaktivität und Kernphysik Seite 159 Vom Atom zur Kernenergie Methode Lernen an Stationen: Mit einem Zählrohr messen Radioaktive Stoffe und Nachweisgeräte für ihre Strahlung Interessantes: Die Entdeckung der Radioaktivität n Vertiefung: Nebelkammer, Geiger-Müller-Zählrohr n Kompetenz Technische Geräte beschreiben Projekt: Radium als Allheilmittel n Aufbau der Atome Kompetenz Sachverhalte wiederholen Interessantes: Der Rutherfordsche Streuversuch n Vertiefung: Kernkräfte n Eigenschaften und Entstehung der Radioaktivität Kompetenz Fragen entwickeln und mit Physik beantworten Halbwertszeit Nuklidkarte und Zerfallsreihen Röntgenstrahlung Vertiefung: Ähnlichkeiten und Unterschiede der Strahlungen n Kernspaltung Vertiefung: Ein Urankern platzt n Interessantes: Lise Meitner und Otto Hahn n Kernfusion Interessantes: Die Sonne n Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Strahlenexposition Strahlenschäden Vertiefung: Die Dosisbegriffe n Strahlennutzen Strahlenschutz Kompetenz Verhalten zur Erhaltung der Gesundheit beurteilen Methode Gruppenpuzzle: Strahlengefahr, Strahlenschutz n Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst Du schon Kennst du dich aus?

7 Elektrische Energie im Alltag Die Stromrechnung ist eine Energierechnung Elektrogeräte sind Energiewandler Energieübertragung durch Wärme Wie viel Energie braucht man beim Erhitzen von Wasser? Projekt: Wasser energiesparend erhitzen n Leistung des elektrischen Stroms Wärmewirkung Der Elektromotor Kompetenz Technische Geräte verstehen und nutzen Projekt: Bau eines Elektromotors n Interessantes: Lichtausbeute von Lampen n Energie, Leistung, Wirkungsgrad Energie vom Kraftwerk für zu Hause Der Generator ein Energiewandler Elektromagnetische Induktion Der Transformator Forscherwerkstatt: Induktion Das Blockheizkraftwerk Wärmekraftmaschinen Energiebilanz beim Kreisprozess Vertiefung: Die Idee von Robert Stirling n Gasgesetze Wirkungsgrad beim Kreisprozess Kompetenz Vereinfachen, Idealisieren Reale Wärmekraftmaschinen (im Blockheizkraftwerk) Interessantes: Wärmepumpe und Kühlschrank n Was heißt Energieentwertung Seite 191 Das Energiesparhaus Wege der Energie von der Sonne in die Umgebung Abwärme nutzen, Umwege einrichten Häuser heizen ohne Heizöl oder Erdgas Kompetenz Recherchieren n Energie sparen heißt den Energiestrom verkleinern Projekt: Heizung der Schule, Heizung zuhause n Projekt: Eiskeller, Untersuchung von Dämmstoffen n Energie und Umwelt Wärmekraftwerke Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren Interessantes: Kernenergie weltweit n Nutzen und Risiken der Kernenergie Methode Planarbeit: Kernenergie und Gesellschaft n Vertiefung: Treibhauseffekt, CO 2 -Problem, Klimawandel n CO 2 -freie Energiebereitstellung Kompetenz: Umweltfolgen beurteilen Verkehrssysteme Kompetenz Daten veranschaulichen n Mein persönlicher Beitrag: Energiebedarf und CO 2 -Bilanz Vertiefung: Weltweite Energienutzung und ihre Folgen n Vertiefung: Energieversorgung in der Zukunft n Kompetenz Bewerten moderner Technologien Das ist wichtig/das schafft Überblick Das kannst du schon Kennst du dich aus? Anhang Stichwortverzeichnis Bildquellenverzeichnis Mindmap Basiskonzepte

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