Zur Einführung 1


Grunderscheinungen der Elektrizität 2

Überall Elektrizität  3

Der elektrische Strom 4
Der geschlossene elektrische Stromkreis 4
Besondere Stromkreise - Gefahren des Stromes 6
Das Wasserstrommodell - Gleich-/Wechselstrom 8

Die elektrische Ladung - Elektronenmodell 10
Elektrisch geladene Körper - Zwei Ladungsarten 10
Elektronenvorstellung - Ein Atommodell 12
Der elektrische Strom als Elektronenbewegung 14

Anwendungen der Elektronenvorstellung 16
Kontaktelektrizität - Ladungstrennung  16
Ladungsverschiebung durch elektrische Influenz 18
Verteilung und Speicherung elektrischer Ladung 20
Das elektrische Feld 22

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 24/25


Wirkungen des elektrischen Stromes    26

Zur Nutzung der Stromwirkungen 27

Die thermische Stromwirkung 28
Licht- und Wärmewirkungen des elektr. Stromes 28
Anwendungen der thermischen Stromwirkung 30

Die magnetische Stromwirkung 32
Die magnetische Stromwirkung - Dauermagnete 32
Grunderscheinungen des Magnetismus 34
Der Elektromagnet - Anwendungen 36

Das magnetische Feld 38
Die Magnetfelder stromführender Leiter 38
Die Magnetfelder von Dauermagneten 40
Das Magnetfeld der Erde 42

Die chemische Stromwirkung 44
Die chemische Stromwirkung - Anwendungen 44
Elektrochemische Spannungsquellen 46

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 48/49


Grundgesetze des elektrischen Stromes  50

Messen - Physikalische Größen 51

Elektrische Stromstärke und Ladung 52
Die elektrische Stromstärke als Grundgröße  52
Die Messung der elektrischen Stromstärke 54
Die elektrische Ladung und ihre Messung 56

Die elektrische Quelle - Spannung 58
Der Begriff der elektrischen Spannung 58
Die elektrische Spannung als Grundgröße   60
Die Messung elektrischer Spannungen 62

Der elektrische Verbraucher - Widerstand 64
Spannung und Stromstärke - Elektr. Widerstand 64
Das Ohmsche Gesetz - Technische Widerstände 66
Die Abhängigkeit des Widerstandes 68
Anwendungen veränderbarer Widerstände   70

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 72/73


Grunderscheinungen des Lichtes 74

Licht und Sehen - Lichtquellen 75

Ausbreitung des Lichtes - Schatten 76
Die Ausbreitung des Lichtes - Lichtstrahlen  76
Die Lochkamera - Optische Abbildung  78
Licht und Schatten - Schatten im Weltall 80

Reflexion des Lichtes - Spiegelbilder 82
Reflexion des Lichtes am ebenen Spiegel 82
Bilder am ebenen Spiegel - Bildkonstruktion  84
Reflexion des Lichtes an gekrümmten Spiegeln 86

Brechung des Lichtes - Totalreflexion 88
Die Erscheinung der Lichtbrechung 88
Lichtbrechung in Natur und Technik 90
Die Erscheinung der Totalreflexion  92

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 94/95


Optische Abbildungen - Das Auge 96

Zur Geschichte der optischen Geräte 97

Optische Linsen - Abbildungen 98
Optische Eigenschaften von Konvexlinsen 98
Bilder mit Konvexlinsen - Bildkonstruktion  100
Konkavlinsen - Brechkraft von Linsen 102

Das Auge als Abbildungsmittel 104
Bau und Wirkungsweise des Auges 104
Das normalsichtige und das fehlsichtige, Auge  106
Scheinbare Größe - Vergrößerung 107

Optische Geräte 108
Betrachtung naher Objekte - Lupe, Mikroskop 108
Betrachtung ferner Objekte - Fernrohre 110
Aufnahme von Bildern - Der Fotoapparat 112

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 114/115


Licht und Farbe - Körperfarben 116

Zur Farbigkeit des Lichtes 117

Zerlegung des Lichtes in Farben - Spektren 118
Spektrum und Spektralfarben - Regenbogen 118
Nichtkontinuierliche Spektren - Spektralanalyse 120

Farben - Farbenmischung 122
Komplementärfarben und Farbenmischung  122
Körperfarben - Unbunte und verhüllte Farben 124
Farbfotografie - Farbfernsehen 126

Das erweiterte Spektrum - Lichtmessung 128
"Unsichtbares" Licht - Wärmestrahlung 128
Fotometrie - Licht- und Beleuchtungsstärke  130

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 132/133


Kräfte und ihre Wirkungen 134

Kraft und Bewegung 135

Vergleich und Messung von Kräften 136
Kraft als Ursache von Bewegungsänderungen 136
Beschreibung von Bewegungen 138
Kraft als Ursache von Formänderungen 140
Kraft als physikalische Größe - Kraftmessung 142

Zusammenwirken von Kräften 144
Übertragung von Krätten - Seilmaschinen   144
Der Hebel als Kraftwandler - Drehmoment  146
Zusammensetzung von Kräften - Kräftevieleck 148
Zerlegung von Kräften - Die schiefe Ebene  150

Gesetzmäßigkeiten bei Kräften 152
Wechselwirkungskräfte zwischen Körpern   152
Elastische Kräfte - Hookesches Gesetz 154
Haftkraft und Reibungskräfte - Reibungsgesetze 156

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 158/159


Aufbau und Eigenschaften der Körper  160

Stoff und Körper in der Physik 161

Aufbau der Körper aus Teilchen 162
Grundeigenschaften der Körper 162
Das Teilchenmodell 164
Kräfte zwischen den Teilchen 166

Gewichtskraft - Masse der Körper 168
Die Gewichtskraft als ortsabhängige Größe 168
Die Masse als ortsunabhängige Größe - Trägheit 170
Die Masse als physikalische Grundgröße 172

Dichte und Schwerpunkt der Körper 174
Die Dichte als Materialkonstante 174
Der Schwer- oder Massenpunkt als Modell 176

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 178/179


Kräfte in Flüssigkeiten und Gasen 180

Die Luft- und Wasserhülle der Erde 181

Der Druck - Eigendruck der Gase 182
Kraftwirkungen in Flüssigkeiten und Gasen  182
Der Eigendruck der Gase - Boyle-Mariotte  184
Drucksysteme als Kraftwandler - Druckmesser 186

Schweredruck in Flüssigkeiten und Gasen 188
Schweredruck in offenen Flüssigkeiten 188
Schweredruck m offenen Gasen - Luftdruck  190
Wirkungen des Luftdrucks - Pumpen 192

Wirkungen des Schweredrucks - Auftrieb 194
Verbundene Gefäße - Luftdruckmesser 194
Der Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen 196
Sinken, Schweben, Steigen - Schwimmen   198

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 200/201


Energie, Arbeit, Leistung 202

Energie bestimmt unser  Leben 203

Merkmale und Eigenschaften der Energie 204
Energieformen - Übertragung/Umwandlung 204
Energieerhaltung 206
Energieentwertung 208

Energie als physikalische Größe - Arbeit 210
Ein Maß für Energie - Arbeit/Energieänderung 210
Energieänderung pro Zeit - Leistung 212
Beziehungen zwischen Kraft Energie, Leistung 214

Technische Übertragung und Umwandlung mechanischer Energie 216
Energieübertragung mit einfachen Maschinen 216
Energieübertragung mit Rädern und Getrieben 218
Mechanische Energie im Straßenverkehr 220

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 222/223


Innere Energie, Wärme, Energiewandler 224

Wärmelehre als Grundlage der Technik 225

Die Temperatur und ihre Messung 226
Flüssigkeitsthermometer - Celsius-Skala 226
Gasthermometer - Kelvin-Skala 228
Temperatur und Teilchenbewegung 230

Innere Energie, Wärmekapazität 232
Der Wärme- und Energiebegriff - Innere Energie 232
Temperaturerhöhung durch Energiezufuhr   234
Energiebedarf beim Erwärmen - Spezifische Wärmekapazität 236

Technische Umwandlung innerer Energie 238
Verbrennung und Heizwert von Brennstoffen 238
Funktionsweise von Wärmekraftmaschinen  240
Turbinen und Strahltriebwerke 242
Wärmepumpe und Sonnenkollektor 244

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 246/247


Thermisches Verhalten der Körper 248

Temperatur und Körpereigenschaften 249

Ausdehnung der Körper beim Erwärmen 250
Längenausdehnung fester Körper 250
Volumenausdehnung von Flüssigkeiten 252
Thermisches Verhalten der Gase - Gasgesetze 254

Zustandsänderungen der Körper 256
Schmelzen und Erstarren 256
Verdampfen und Kondensieren 258
Besonderheiten bei Zustandsänderungen 260

Thermische Übertragung von Energie  262
Wärmeströmung 262
Wärmeleitung 264
Wärmestrahlung 266

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 268/269


Elektrische Energie und Leistung 270

Die Stromrechnung 277

Elektrische Energie und Spannung 272
Messung der elektrischen Energie - Stromarbeit 272
Energieumsetzung in elektrischen Stromkreisen 274
Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe 275

Schaltung von Verbrauchern  276
Der unverzweigte Stromkreis - Potentiometer  276
Der verzweigte Stromkreis  278
Anwendung der Stromkreisgesetze  280

Leistungen an Verbrauchern  282
Die Leistung elektrischer Geräte  282
Leistungen in Stromkreisen - Wirkungsgrade   284

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 286/287


Elektromagnetische Energiewandler  288

Physik und Technik  289

Das elektromotorische Prinzip  290
Der Grundversuch zum Elektromotor  290
Die Lorentzkraft - Die Fernsehbildröhre  292
Der Elektromotor als Energiewandler  295

Das Generatorprinzip - Induktion l  298
Der Grundversuch zum Generator  298
Das Induktionsgesetz - Induktion bei Spulen   300
Der Generator als Energiewandler  302
Der Wechselstromgenerator/Wechselstromgrößen 304
Das Drehstromsystem  307

Das Transformatorprinzip - Induktion 2 308
Der Grundversuch zum Transformator  308
Gesetze beim Transformator- Selbstinduktion  310
Der Transformator als Energiewandler      313

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 314/315


Gewinnung und Bereitstellung elektrischer Energie   316

Fragen der Elektrizitätsversorgung  317

Herkömmliche Energietechnologien  318
Das Wärmekraftwerk  318
Die Kraft-Wärme-Kopplung  320
Energieversorgung und Weltklima  322
 
Alternative Energietechnologien  324
Die Nutzung der Wasserkraft  324
Die Nutzung der Windkraft  326
Die Nutzung des Sonnenlichtes  328
 
Bereitstellung der elektrischen Energie   330
Die Übertragung der elektrischen Energie    330
Die Verteilung der elektrischen Energie  332
 
Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 334/335


Der Schall - Schwingungen und Wellen  336

Schall und Information  337

Schallentstehung - Schwingungen 338
Entstehung von Schall - Schallschwingungen 338
Beschreibung von Schwingungen 340
Töne und Klänge - Musik 342

Schallausbreitung - Wellen 344
Die Ausbreitung des Schalles 344
Echo - Reflexion des Schalles 346
Der Schall als Wellenvorgang 348
Eigenschaften der Schallwellen 350

Schallempfänger - Resonanz 352
Wahrnehmung des Schalles - Das Ohr 352
Resonanz - Musikinstrumente 354
Aufzeichnung und Wiedergabe von Schall   356

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 358/359


Radioaktivität - Atom- und Kernphysik 360

Zur Entwicklung der Atommodelle 361

Atombau - Ionenbildung - Hülle und Kern 362
Vorgänge in der Atomhülle - Röntgenstrahlung 362
Bau des Atomkerns - Isotope 364

Natürliche Radioaktivität 366
Die Erscheinung der Radioaktivität 366
Untersuchung radioaktiver Strahlung 368
Verschiedene Arten radioaktiver Strahlung   370
Radioaktiver Zerfall - Zerfallsgesetz 372

Künstliche Radioaktivität - Kernenergie  374
Kernreaktionen - Freie Neutronen 374
Kernspaltung - Erzeugung von Plutonium   376
Der Kernreaktor 378

Anwendung der Radioaktivität 380
Biologische Wirkung radioaktiver Strahlung  380
Anwendungen radioaktiver Strahlung 382

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben 384/385


Grundbegriffe der Elektronik - Halbleiter 386

Zur Entwicklung der Elektronik 387

Elektrizitätsleitung in Halbleitern 388
Halbleiter - Eigenleitung und Fotoleitung   388
Dotierung - Halbleiter-Diode - pn-Übergang 390
Anwendungen von Halbleiter-Dioden 392

Der Transistor als Verstärker und Schalter 394
Der Transistor 394
Der Transistor als Verstärker 396
Der Transistor als Schalter - Inverter 398

Elektronische Schaltungen 400
Steuern und Regeln 400
Rückkopplung 402
Beispiele für Regelungen 404
Elektronik und Datenverarbeitung 406

Grundwissen - Ergänzungen - Aufgaben    408/409

Tafeln, Register 410