Bisherige Physik-Versuche des Monats

Juni 2011: Ein Mittelwellen-Radio im Schülerversuch

Ziel: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung eines elektromagnetischen Schwingkreises erkennen und internalisieren. Sie sollen Resonanz erkennen als die Erscheinung, die für Senderauswahl und maximale Energieaufnahme sorgt. Sie sollen Einsicht gewinnen in das Prinzip von (Amplituden-)Modulation und Demodulation. Sie sollen das Prinzip eines einfachen Mittelwellen-Radios erkennen und ein einfaches Radiogerät selbst aufbauen. Sie sollen durch die Veränderung von Induktivität und Kapazität zu Spekulationen und ihren Tests herausgefordert werden. Sie sollen Freude an ihren Fähigkeiten und dem damit erzielbaren Erfolg erleben.

Juli /August 2011: Ein- und Ausschaltvorgänge beim Kondensator

Ziel: Die Schülerinnen und Schüler sollen sich im Experiment wichtige Kenntnisse über Ein- und Ausschaltvorgänge beim Kondensator erwerben, insbesondere über (1) Spannungsbilanz (2) Stetigkeitsbedingung für die Spannung (3) "Grundgesetz des Kondensators" Zeitkonstante Sie sollen diese Experimente weitgehend im Schülerversuch (SV) durchführen, angeleitet durch Phasen des interaktiven Unterrichtsgesprächs im Plenum (PL) Sie sollen mit den oben angeführten Erkenntnissen einfache quantitative Aussagen über Spannungen und Ströme machen können. Sie sollen durch ihren Erfolg bei Messungen und Analysen Freude erleben und ihr Selbstvertrauen steigern.

September 2011: Meißner'sche Rückkopplungsschaltung mit einem Operationsverstärker

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler sollen mit einfachsten Mitteln eine ungedämpfte elektromagnetische Schwingung erzeugen. Elementare Kenntnisse über den Schwingkreis und die verwendete Schaltung sollen ausreichen zum Verständnis der Schwingungserzeugung. Die Resonanzbedingung soll den Schülern drastisch nahegebracht werden. Sie sollen Spaß haben an den Tönen, die sie ihrer Schaltung entlocken können.

Oktober 2011: Von der zufälligen Zeitfolge zur Poisson-Verteilung bei radioaktiven Zerfällen und bei abgeschwächtem Laserlicht

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler sollen das zufällige Verhalten des radioaktiven Zerfalls, ... erleben. Sie sollen erkennen, dass dieser Zufall nicht gesetzlos ist. Sie sollen einsehen, dass ein Weg von dieser zufälligen zeitlichen Folge zur Gesetzmäßigkeit der Poisson-Verteilung führt. Sie sollen ein Gefühl dafür entwickeln, dass dies auch bei einer Laser-Mode so ist, nicht aber bei gewöhnlichem (thermischen, chaotischem) Licht. Sie sollen akzeptieren, dass bei einer Laser-Mode, die sich durch eine klassische elektromagnetische Welle beschreiben lässt, die Photonenzahl un-be-stimmt ist.

November 2011: Messung der Wellenlänge von unsichtbarem Licht: Infrarot-Licht und UV-Licht

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler sollen das Prinzip einer IR-Fernbedienung kennenlernen Sie sollen mit unsichtbarem IR-Licht wie mit sichtbarem Licht experimentieren Sie sollen die Wellenlänge des IR-Lichts einer IR-LED messen Sie sollen die Wellenlänge des UV-Lichts einer LED messen

Dezember 2011: Wir ergänzen einen käuflichen Mikroprozessor-Baustein zum Messinterface

Ziele: geringfügige Ergänzung eines käuflichen Mikroprozessor-Bausteins zu einem Messinterface für physikalische Messgrößen Erprobung des Mikroprozessor-Boards wie geliefert Erprobung an Hand einiger Beispiele aus dem Physik-Unterricht: Kennlinie einer LED Entladen eines Kondensators: Strom- und Spannungsmessung Gleichrichter IR-Wandler zur Registrierung von Bewegungen Hall-Sonde

Januar 2012: Ein- und Ausschaltvorgänge bei der Spule

Ziele: Die Schüler sollen sich im Experiment wichtige Kenntnisse über Ein- und Ausschaltvorgänge bei der Spule erwerben, insbesondere über (1) Spannungsbilanz (2) Stetigkeitsbedingung für die Stromstärke (3) "Grundgesetz der Spule" Zeitkonstante t = L/R Sie sollen diese Experimente weitgehend im Schülerversuch (SV) durchführen, angeleitet durch Phasen des interaktiven Unterrichtsgesprächs im Plenum (PL) Sie sollen mit den oben angeführten Erkenntnissen einfache quantitative Aussagen über Spannungen und Ströme machen können. Sie sollen durch ihren Erfolg bei Messungen und Analysen Freude erleben und ihr Selbstvertrauen steigern.

Februar 2012: Ein neuer Weg zu Selbstinduktion und Induktivität mittels einer spannungsgesteuerten Stromquelle

Ziele: Die Sch sollen den Kernpunkt, die Proportionalität zwischen Selbstinduktionsspannung und Steigung des t-I-Graphen ( ?x0394;I/?x0394;t), experimentell erarbeiten. Sie sollen die entstandene Spannung als Folge der Induktion erkennen. Sie sollen Selbstinduktion als einen Sonderfall der gewöhnlichen Induktion erkennen. Sie sollen ein Messverfahren für die Induktivität erproben. Sie sollen einsehen, wie L die  Bennenung Vs/A erhält. Sie sollen motiviert werden, mit den bisherigen Kenntnissen für eine lange Zylinderspule die Induktivität theoretisch herzuleiten.

März 2012: Lernstationen zur Schallgeschwindigkeit

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler sollen einen Einblick in einige Situationen erhalten, bei denen die Schallgeschwindigkeit eine Rolle spielt. Sie sollen mit relativ einfachen Mitteln die Schallgeschwindigkeit selbst messen. Sie sollen einen ersten Einblick in stehende Schallwellen bzw. Eigenschwingungen von Gassäulen erhalten.

April 2012: Experimentierstationen zum Freien Fall

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler (Sch) sollen eine Fallbewegung untersuchen. Sie sollen vom t-v-Diagramm die Art der Bewegung (gleichmäßig beschleunigte Bewegung) ablesen und auf eine konstante Kraft schließen. Sie sollen die Beschleunigung als Steigung des t-v-Diagramms ermitteln. Sie sollen untersuchen und verstehen, weshalb unterschiedliche Starthöhe (Anfangsgeschwindigkeit) und unterschiedliche Masse keinen Einfluss auf die Fallbeschleunigung haben. Sie sollen dies damit deuten, dass zunehmende Trägheit (Masse) und zunehmende Gewichtskraft sich sozusagen in ihrer Wirkung aufheben. Sie sollen das t-x-Diagramm des Freien Falls kennen lernen und die quadratische Abhängigkeit nachweisen. Sie sollen einem Fallversuch mit zunehmender Luftreibung entnehmen, dass die wirkende Kraft im Laufe der Zeit kleiner wird, und dies deuten mit einer zunehmenden Kompensation der Gewichtskraft durch die anwachsende Luftreibungskraft.