1 Die Naturwissenschaft Physik

1.1 Physik - was ist das? 9
• Physik und Natur 10
• Die Physik und die anderen Naturwissenschaften 12
• Physik, Technik und Alltag 13
• Die Teilgebiete der Physik 14

1.2 Arbeitsweisen in der Physik 16
• Beobachten und Beschreiben 17
• Messen bedeutet Vergleichen 18
• Arbeiten mit Modellen 19
• Das Experiment - eine Frage an die Natur 20
• Hinweise zur Sicherheit beim Experimentieren 21
• Rechnen mit physikalischen Größen 21


2 Optik 22

2.1 Die Ausbreitung des Lichts 23
• Lichtquellen und beleuchtete Körper 24
• Die Ausbreitung des Lichts 26
• Physik in Natur und Technik
• Wir zeichnen Porträts 28
• Die Entstehung von Mondphasen 30
• Sonnen- und Mondfinsternisse sind beeindruckende Naturerscheinungen 30
• Experimente: Die Ausbreitung des Lichts 32
• Aufgaben 33
• Das Wichtigste auf einen Blick 35

2.2 Bilder an Spiegeln 36
• Reflexion und Reflexionsgesetz 37
• Reflexion an verschiedenen Oberflächen 37
• Reflexion am ebenen Spiegel 38
• Physik in Natur und Technik
• Ein Zaubertrick mit brennender Kerze 39
• Der Sonnenofen 40
• Eine Landschaft im Spiegel 40
• Experimente: Licht wird reflektiert 41
• Aufgaben 42
• Das Wichtigste auf einen Blick 44

2.3 Bilder durch Linsen 45
• Die Brechung von Licht 46
• Das Brechungsgesetz 46
• Experimente: Licht wird gebrochen 48
• Strahlenverlauf durch Linsen 49
• Bildentstehung an Linsen 51
• Experimente: Untersuchungen mit Linsen 54
• Das menschliche Auge 56
• Optische Geräte mit einem Objektiv 58
• Optische Geräte mit Objektiv und Okular 59
• Projekt: Optische Geräte 60
• Physik in Natur und Technik
• Einfallswinkel gleich Brechungswinkel? 62
• Verbogene Trinkhalme-Wirklichkeit oder Täuschung? 62
• Das Guckloch eines Tauchers 63
• Aufgaben 64
• Das Wichtigste auf einen Blick 67

2.4 Farben 68
• Zerlegung von weißem Licht 69
• Mischung von Farben 70
• Die Farbe von Körpern 71
• Physik in Natur und Technik
• Die Wahrnehmung von Farben 72
• Der Regenbogen - eine interessante Naturerscheinung 73
• Aufgaben 74
• Das Wichtigste auf einen Blick 75


3 Elektrischer Strom 76

3.1 Elektrischer Stromkreis 77
• Bestandteile eines Stromkreises 78
• Leiter und Nichtleiter 79
• Gleichstrom und Wechselstrom 79
• Weitere Geräte und Bauelemente 79
• Der Schutz des Menschen vor elektrischem Strom 80
• Einfache Stromkreise 81
• Elektrische Ladungen 82
• Elektrischer Strom - bewegte Ladungen 83
• Wirkungen des elektrischen Stroms 84
• Elektrischer Strom und chemische Vorgänge 85
• Physik in Natur und Technik
• Elektrischer Strom aus der Tasche 86
• Zwei, die zueinander passen 86
• Aufbau und Wirkungsweise von Sicherungen 87
• Eine Wechselschaltung erspart Wege 87
• Eine sichere Sache - die Hausinstallation 88
• Experimente: Elektrische Stromkreise 89
• Aufgaben 90
• Das Wichtigste auf einen Blick 92

3.2 Magnetismus 93
• Magnete und ihre Wirkungen 94
• Eigenschaften von Magneten 95
• Die Erde als Magnet 96
• Elektromagnete 97
• Physik in Natur und Technik
• Ein Elektromagnet als Kran 98
• Ein klingender Magnet 98
• Orientierung mit dem Kompass 99
• Experimente: Magnetismus 100
• Aufgaben 101
• Das Wichtigste auf einen Blick 103

3.3 Größen zur Beschreibung des Stromkreises 104
• Die elektrische Stromstärke 105
• Die elektrische Spannung 106
• Der elektrische Widerstand 108
• Physik in Natur und Technik
• Zitterfische sind natürliche elektrische Quellen 110
• Leerlaufspannung und Klemmenspannung 111
• Experimente: Elektrische Stromstärke, Spannung und Widerstand 112
• Aufgaben 113
• Das Wichtigste auf einen Blick 115


4 Kräfte in der Natur und in der Technik 116

4.1 Grundgrößen der Kinematik 117
• Bewegung von Körpern 118
• Die Geschwindigkeit 119
• Die Beschleunigung 121
• Physik in Natur und Technik
• Zeitplanung ist alles! 122
• O Schreck- die „Schrecksekunde" 122
• Bei hohen Geschwindigkeiten schweben 123
• Experimente: Körper in Bewegung 124
• Aufgaben 125
• Das Wichtigste auf einen Blick 127

4.2 Kräfte und Bewegungsänderungen 128
• Kräfte und ihre Wirkungen 129
• Das Kräftegleichgewicht 130
• Das Trägheitsgesetz 130
• Der Zusammenhang zwischen Kraft und Bewegungsänderung 131
• Das Wechselwirkungsgesetz 134
• Physik in Natur und Technik
• Verschiedene Kräfte - verschiedene Wirkungen 136
• Trägheit im Straßenverkehr 137
• Aufgaben 138
• Das Wichtigste auf einen Blick 140

4.3 Kraftarten, ihre Ursachen und Wirkungen 141
• Arten von Kräften 142
• Masse als Ursache der Gravitationskraft 142
• Masse und Gewichtskraft 144
• Ladung und elektrische Kraft 145
• Reibungskräfte 146
• Zusammensetzung von Kräften 147
• Zerlegung einer Kraft in zwei Teilkräfte 148
• Kraft und Verformung 149
• Physik in Natur und Technik
• Auf dem Mond ist alles leichter 150
• Reibung beim Autofahren 151
• Kräfte bei unterschiedlichen Bewegungen 152
• Experimente: Kraftarten, ihre Ursachen und Wirkungen 153
• Aufgaben 154
• Das Wichtigste auf einen Blick 158


• Register 159


Methoden
• Beobachten 17
• Beschreiben 17
• Experimentieren 37
• Erklären physikalischer Erscheinungen 39
• Protokollieren 41
• Messen mit einem Vielfachmessgerät 107
• Interpretieren eines Diagramms 123


Ergänzendes und Vertiefendes
• Lichtquellen in Natur und Technik 25
• Vom Sehen 27
• Schattenstab und Sonnenuhr 29
• Die Totalreflexion 47
• Unvollkommene Linsen 50
• Zur Geschichte des Mikroskops 59
• Infrarotes und ultraviolettes Licht 70
• Was sehen Tiere? 72
• Schaltung von elektrischen Quellen 81
• Der Kurzschluss 88
• Besonderheiten des Magnetfeldes der Erde 96
• Messprinzipien für Stromstärke und Spannung 107
• Technische Widerstände 109
• Die Masse von Körpern 132
• Die Dichte von Stoffen 133
• Historisches zu Kräften und Bewegungen 135
• Kräfte an der schiefen Ebene 148