Allgemeine Methoden

Methode: Arbeiten mit Texten 6
Methode: Einen Kurzvortrag halten 6


Licht

Lichtquellen 7
Natürliche - künstliche Lichtquellen 7
Was geschieht in Lichtquellen? 7
Aus Licht wird Energie anderer Form 7
Methode: Einen Versuch planen, durchführen und protokollieren 8
Methode: Gruppen- und Partnerarbeit beim Experimentieren 8
Absorption von Licht 8

Licht trifft auf Körper 8
Lichtausbreitung 8
Licht und Schatten 9
Schatten im Weltraum 9

Fotografie 10
Löcher erzeugen Bilder 10
Bilder aufzeichnen ist keine Zauberei 10
Methode: Gemeinsames Lernen in Projekten 10
Projekt: Bau einer Lochkamera 10
Praktikum: Bilder aus der Keksdose 11

Streuung und Reflexion 11
Gegenstände werden beleuchtet 11
Durchsichtig - undurchsichtig 11
Pinnwand: Sehen und gesehen werden 11
Sehen bei Dämmerung und Nebel 11
Licht wird an ebenen Flächen reflektiert 12
Streifzug: Wie schnell ist Licht? 12
Spiegelbilder 12
Licht fällt auf einen Hohlspiegel 13
Pinnwand: Hohlspiegelbilder 13
Pinnwand: Parabolspiegel - die besseren Hohlspiegel 13

Brechung 13
Licht wird gebrochen 13
Der umgekehrte Übergang 13
Eine besondere Reflexion 14
Lichtverlauf beim Prisma 14
Pinnwand: Lichterscheinungen in der Atmosphäre 14


Bilder und Farben

Licht brechendes Glas mit verschiedenen Formen 15
Das Brennglas 15
Linsen erzeugen Bilder 15
Lupe und Tageslichtprojektor 15
Pinnwand: Bildentstehung an der Sammellinse 15
Zerstreuungslinsen 16
Streifzug: Linsenkombinationen 16

Optische Geräte 16
Fernrohre 16
Das Mikroskop 17
Streifzug: Projektoren 17
Die Kamera 17

Menschliches Sehen 18
Das Auge 18
Korrektur von Sehfehlern 18
Streifzug: Das Auge ist kein Fotoapparat 19
Pinnwand: Optische Täuschungen 19
Projekt: Bau von optischen Geräten 19

Farben 19
Ein Prisma erzeugt Farben 19
Pinnwand: Infrarot - Ultraviolett 19

Farbmischungen 20
Farbsubtraktion 20
Farbaddition 20


Schall

Schall und Schallquellen 21
Vom Ton zum Knall 21
Ein Ton kann hoch und laut sein 21
Schall - sichtbar gemacht 21

Schallausbreitung 22
Schall in Luft 22
Wasser und feste Stoffe leiten Schall 22
Schall trifft auf Körper 22
Streifzug: Vom Hören und Sprechen 22
Streifzug: Musikinstrumente 22
Pinnwand: Ultraschall in der Anwendung 23
Pinnwand: Vor Schall schützen 23
Streifzug: Schall beeinflusst den Menschen 23
Projekt: Selbstbau von Musikinstrumenten 23


Temperatur und Wärme

Heiß und kalt 24
Empfinden von Temperaturen 24
Messen von Temperaturen 24
Die Celsius-Skala 24
Messwerte anschaulich darstellen 25
Die Kelvin-Skala 25
Methode: Fachbegriffe nachschlagen 25
Methode: Internetrecherche 26

Ausdehnung durch Wärme 26
Volumenänderung bei Flüssigkeiten 26
Pinnwand: Verschiedene Thermometer 26
Methode: Erstellen eines Versuchsprotokolls 26
Methode: Tabellen lesen und Diagramme zeichnen 27
Wasser verhält sich anders 28
Pinnwand: Auswirkungen der Anomalie 28

Erwärmen fester Gegenstände 28
Gegenstände dehnen sich aus 28
Messen der Ausdehnung 28
Streifzug: Längenänderung fester Stoffe 29
Zwei Metalle werden erwärmt 29
Pinnwand: Längenausdehnung in der Technik 29

Volumenänderung bei Gasen 29
Ausdehnung beim Erwärmen 29

Fest, flüssig, gasförmig 30
Wasser begegnet uns in drei Aggregatzuständen 30
Schmelzen und Erstarren 30
Verdampfen und Kondensieren 31
Streifzug: Die Aggregatzustände lassen sich mit dem Teilchenmodell erklären 31

Wärmeausbreitung 32
Die Arten des Wärmetransportes 32
Wärmemitführung 32
Wärmeleitung 32
Wärmestrahlung 32
Wärme im Teilchenmodell 33
Wärme wird gespeichert 33
Wärme wird verzögert abgegeben 33
Wärmedämmung bei Häusern 34
Praktikum: Schlechte oder gute Wärmedämmung? 34
Der Sonnenkollektor 34
Praktikum: Bau eines Sonnenkollektors 35
Projekt: Wärmedämmung 35
Der Kühlschrank 36
Einsatz von Wärmepumpen 36


Kräfte

Kräfte bewegen und verformen 37
Keine Bewegung ohne Kraft 37
Die Geschwindigkeit 37
Die gleichförmige Bewegung 37

Verformungen 37
Elastische und plastische Körper 37
Streifzug: Crash-Tests 37
Der Kraftmesser 37
Praktikum: Kraftmesser- selbst gebaut 38
Methode: Umgang mit Wertetabellen und Grafen 38
Methode: Diagramme mit dem Computer erstellen 38
Die Dehnung hängt nicht nur von der Kraft ab 38

Körper sind schwer und träge 39
Gewichtskraft 39
Gewichtskraft und Masse 39
Die träge Masse 39
Streifzug: Rückhaltesysteme 39
Bewegungsänderung durch Reibung 40
Reibung ist eine Kraft 40
Pinnwand: Kraft ist eine gerichtete Größe 40
Pinnwand: Addition und Subtraktion von Kräften 40
Pinnwand: Kräfteparallelogramme 41

Kräfte in Wechselwirkung 41
Kraft und Gegenkraft 41
Der Rückstoß 41

Körper werden vermessen 41
Jeder Körper hat ein Volumen 41
Ist Holz schwerer als Eisen? 42
Streifzug: Messbecher 42

Einfache Maschinen 42
Feste und lose Rollen 42
Der Flaschenzug 42
Methode: Ein Informationsplakat entsteht 43
Methode: Eine Folie handschriftlich erstellen 43
Zweiseitiger Hebel und Hebelgesetz 43
Der einseitige Hebel 43
Die schiefe Ebene 43
Pinnwand: Anwendungen der schiefen Ebene 43
Goldene Regel der Mechanik 44
Pinnwand: Anwendung zur goldenen Regel der Mechanik 44

Arbeit und Energie 44
Nichts als Arbeit! 44
Arbeit ist Energieverschiebung 44
Formen mechanischer Energie 45
Umgewandelte Energien lassen Artisten fliegen 45
Praktikum: Bau eines Indoor Flyer's 45
Energieentwertung 45
Energieerhaltung 46

Leistung 46
Mechanische Leistung 46
Pinnwand: Spitzenleistungen in Technik und Natur 46


Umgang mit Elektrizität

Elektrischer Stromkreis 47
Woraus bestehen Stromkreise? 47
Stromkreise - schnell gezeichnet 47
Elektrizität fließt „im Kreis" 47
Elektrizität und elektrische Energie 48
Transport elektrischer Energie 48
Energie geht nicht verloren 48

Schaltungen 49
Reihenschaltung 49
Parallelschaltung 49
Hausinstallation 49
Kurzschluss 49

Leitfähigkeit 50
Leiter und Nichtleiter 50
Leitfähigkeit fester Stoffe 50
Leitfähigkeit flüssiger Stoffe 51
Leitfähigkeit des Menschen 51
Pinnwand: Richtiger Umgang mit elektrischem Strom 51
Wie werden Elektrogeräte versorgt? 52

Wirkungen des elektrischen Stromes 52
Heizdrähte 52
Pinnwand: Wärme - unerwünscht oder erwünscht 52
Praktikum: Ein Tauchsieder - selbst gebaut 52
Heizdrähte werden zu Glühdrähten 52
Projekt: Bau von Stromkreisen 53

Magnete und ihre Wirkungen 53
Magnete mit wirkungsvollen Enden 53
Magnete wirken in den Raum 53
Jeder Pol bekommt einen Namen 54
Pole in Wechselwirkung 54
Die Erde ist ein Magnet 54
Der Kompass weist die Nordrichtung 55

Wie lässt sich Magnetismus erklären? 55
Magnetisieren und Entmagnetisieren 55
Elementarmagnete 55

Der Elektromagnet 55
Eine Spule mit Eisenkern 56
Ein Magnet aus nur einem Draht 56
Pinnwand: Anwendungen von Elektromagneten 56

Elektromotoren 56
Der Gleichstrommotor 56
Der Kommutator 57
Der Trommelanker 57
Praktikum: Ein Elektromotor - selbst gebaut 57


Messen in Stromkreisen

Elektrische Erscheinungen 58
Elektrische Ladung 58
Negative und positive Ladung 58
Das elektrische Feld 58
Elektronen sind Ladungsträger 59
Die elektrische Stromstärke 59

Strom, Spannung, Widerstand 59
Elektrische Lampen in verschiedenen Schaltungen 59
Die elektrische Spannung 59
Das Vielfachmessgerät 60
Messen mit einem Vielfachmessgerät 60
Praktikum: Bau eines Messgerätes 60
Projekt: Anzeigegeräte für Elektrizität 61
Spannung und Stromstärke hängen zusammen 61
Der elektrische Widerstand 62
Eine Formel für den Widerstand 62
Pinnwand: Verschiedene Widerstände 62
Pinnwand: Widerstände in der Technik 62

Widerstände in Schaltungen 62
Widerstände in der Reihenschaltung 62
Widerstände in der Parallelschaltung 63
Teilspannungen in Reihenschaltung und Parallelschaltung 63
Teilstromstärken in Reihenschaltung und Parallelschaltung 64