Licht und Bild

Ohne Licht keine Bilder 5
Licht wird an ebenen Flächen reflektiert 5
Streifzug: Wie schnell ist Licht? 5
Spiegelbilder 5
Licht fällt auf einen Hohlspiegel 6
Pinnwand: Hohlspiegelbilder 6
Pinnwand: Parabolspiegel - die besseren Hohlspiegel 6
Wölbspiegel und ihre Bilder 6

Brechung 7
Licht wird gebrochen 7
Der umgekehrte Übergang 7
Eine besondere Reflexion 7

Licht brechendes Glas mit verschiedenen Formen 7
Das Brennglas 7
Linsen erzeugen Bilder 8
Pinnwand: Bildentstehung an der Sammellinse 8
Zerstreuungslinsen 8
Streifzug: Linsenkombinationen 9

Optische Geräte 9
Fernrohre 9
Das Mikroskop 9
Streifzug: Projektoren 9
Lupe und Tageslichtprojektor 10
Die Kamera 10

Menschliches Sehen 10
Das Auge 10
Korrektur von Sehfehlern 11
Streifzug: Das Auge ist kein Fotoapparat 11
Pinnwand: Optische Täuschungen 12
Projekt: Bau von optischen Geräten 12


Kräfte

Kräfte bewegen und verformen 13
Keine Bewegung ohne Kraft 13
Die Geschwindigkeit 13
Die gleichförmige Bewegung 13
Die Geschwindigkeit - mathematisch 13
Pinnwand: Geschwindigkeiten in Natur, Umwelt und Technik 13

Kräfte und ihre Wirkungen 14
Beschleunigte Bewegungen 14
Streifzug: Geschwindigkeiten im Tierreich 14
Die Geschwindigkeit nimmt ab 14
Der Anhalteweg 14

Verformungen 15
Elastische und plastische Körper 15
Streifzug: Crash-Tests 15
Der Kraftmesser 15
Praktikum: Kraftmesser - selbst gebaut 15
Kraft und Dehnung sind nicht immer proportional 15

Körper sind schwer und träge 16
Gewichtskraft 16
Gewichtskraft und Masse 16
Die träge Masse 16
Streifzug: Rückhaltesysteme 16
Bewegungsänderung durch Reibung 16
Reibung ist eine Kraft 17
Pinnwand: Kraft ist eine gerichtete Größe 17
Pinnwand: Addition und Subtraktion von Kräften 17

Kräfte in Wechselwirkung 18
Kraft und Gegenkraft 18
Der Rückstoß 18

Einfache Maschinen 18
Feste und lose Rollen 18
Der Flaschenzug 18
Zweiseitiger Hebel und Hebelgesetz 19
Der einseitige Hebel 19
Die schiefe Ebene 19
Pinnwand: Anwendungen der schiefen Ebene 19
Goldene Regel der Mechanik 19
Pinnwand: Anwendung zur goldenen Regel der Mechanik 20


Energie und Leistung

Was für eine Leistung! 21
Nichts als Arbeit! 21

Einsatz von Energie 21
Arbeit ist Energieverschiebung 21
Formen mechanischer Energie 21
Umgewandelte Energien lassen Artisten fliegen 22
Energieentwertung 22
Energieerhaltung 22
Praktikum: Bau eines Indoor Flyers 23
Pinnwand: Bewegte Luft als Energieträger 23
Pinnwand: Wasserkraftwerke 23

Leistung 23
Mechanische Leistung 23
Pinnwand: Höhenenergie und Leistung 23
Pinnwand: Spitzenleistungen in Technik und Natur 24


Messen in Stromkreisen

Elektrische Erscheinungen 25
Elektrische Ladung 25
Negative und positive Ladung 25
Das elektrische Feld 25
Pinnwand: Elektrische Erscheinungen 26
Elektronen sind Ladungsträger 26
Die elektrische Stromstärke 26
Streifzug: Blitz und Donner 26

Strom, Spannung, Widerstand 26
Elektrische Lampen in verschiedenen Schaltungen 26
Die elektrische Spannung 26
Das Vielfachmessgerät 27
Messen mit einem Vielfachmessgerät 27
Praktikum: Bau eines Messgerätes 27
Projekt: Anzeigegeräte für Elektrizität 28
Spannung und Stromstärke hängen zusammen 28
Der elektrische Widerstand 29
Eine Formel für den Widerstand 29
Pinnwand: Verschiedene Widerstände 29
Pinnwand: Widerstände in der Technik 29
Der Widerstand eines Leiters ist temperaturabhängig 29

Widerstände in Schaltungen 30
Widerstände in der Reihenschaltung 30
Widerstände in der Parallelschaltung 31
Teilspannungen in Reihenschaltung und Parallelschaltung 31
Teilstromstärken in Reihenschaltung und Parallelschaltung 31

Störungen im Stromkreis 32
Überlastung des Stromkreises - Sicherungen 32
Streifzug: Schmelzsicherungen 32
Kurzschluss und Sicherungen 32
Pinnwand: Sicherungen schützen - aber nicht immer 32


Energie und Leistung in Stromkreisen

Gewinnung elektrischer Energie 34
Einsatz elektrischer Energie 34

Energie und Geld 34
Elektrische Leistung 34
Streifzug: Die "Strom"-Rechnung 34
Transport elektrischer Energie 35
Energieumwandlungen 35
Der Elektrizitätszähler 35

Energiebedarf und die Folgen 36
Energiewandlung und Wirkungsgrad 36
Pinnwand: Erneuerbare Energien 36
Das Kohlekraftwerk 36
Projekt: Energiesparen entlastet die Umwelt 37
Pinnwand: Kraftwerke mit regenerativen Energien 37


Schwimmen und Tauchen

Projekt: Schwimmen, Schweben, Untergehen 38