LICHT

1 Licht macht Dinge sichtbar 8
1.1 Lichtausbreitung 9
1.2 Was geschieht in Lichtquellen? 10
1.3 Aus Licht wird Energie anderer Form 11
1.4 Licht und Schatten 12
Streifzug durch die Astronomie: Sonne und Mond 13

2 Licht kommt vom Wege ab 14
2.1 Reflexion und Streuung 14
2.2 Licht wird reflektiert 15
2.3 Spiegelbilder 16
2.4 Hohlspiegel ais Empfänger und Sender 17
Pinnwand: Spiegel sichern den Straßenverkehr 18
Streifzug durch die Technik: Sicheres Fahrrad - verkehrssichere Kleidung 19
2.5 Licht wird gebrochen 20
2.6 Der umgekehrte Übergang 21
2.7 Eine besondere Reflexion 22
Streifzug durch die Technik: Glasfasertechnik 23

3 Licht brechendes Glas mit verschiedenen Formen 24
3.1 Das Brennglas 24
3.2 Linsen erzeugen Bilder 25
3.3 Das Auge 26
3.4 Linsen ais Sehhilfen 27

4 Fotografie 28
4.1 Löcher erzeugen Bilder 28
4.2 Bilder aufzeichnen ist keine Zauberei 29
Projekt: Bau einer Lochkamera 30
Praktikum: Bilder aus der Keksdose 31
4.3 Moderne Kameras 32
Pinnwand: Einige Fototipps für bessere Personenaufnahmen 33
Praktikum: Eine Kamera mit Linse 34
Streifzug durch die Biologie: Das Auge ist kein Fotoapparat 35

5 Optische Geräte 36
5.1 Fernrohre 36
5.2 Das Mikroskop 37
5.3 Ein Prisma erzeugt Farben 38
Pinnwand: Infrarot- Ultraviolett 39

6 Farbmischungen 40
6.1 Farbsubtraktion 40
6.2 Farbaddition 41

Auf einen Blick 42
Prüfe dein Wissen 43


SCHALL

1 Schall und Schallquellen 44
1.1 Vom Ton zum Knall 45
1.2 Ein Ton kann hoch und laut sein 46
1.3 Schall - sichtbar gemacht 47

2 Schallausbreitung 48
2.1 Schall in Luft 48
2.2 Wasser und feste Stoffe leiten Schall 49

3 Schall trifft auf Körper 50
3.1 Schallausbreitung 50
Streifzug durch die Biologie: Vom Hören und Sprechen 51
Streifzug durch die Musik: Musikinstrumente 52
Pinnwand: Ultraschall in der Anwendung 53
Streifzug durch die Musik: Schall beeinflusst den Menschen 54
Pinnwand: Vor Schall schützen 55
Projekt: Selbstbau von Musikinstrumenten 56

Auf einen Blick 57
Prüfe dein Wissen 57


TEMPERATUR UND WÄRME

1 Heiß und kalt 58
1.1 Empfinden von Temperaturen 59
1.2 Messen von Temperaturen 60
Praktikum: Thermometer - selbst gebaut 61

2 Wärme ist Energie 62
2.1 Wärmequellen 62
Projekt: Energiesparen in Haushalt und Schule 64

3 Wärmeausbreitung 66
3.1 Die Arten des Wärmetransportes 66
3.2 Wärmemitführung 67
3.3 Wärmeleitung 68
3.4 Wärmestrahlung 69
3.5 Wärme wird gespeichert 70
3.6 Energie wird verzögert abgegeben 71
Projekt: Wärmedämmung 72

4 Ausdehnung durch Wärme 74
4.1 Volumenänderung bei Flüssigkeiten 74
4.2 Eine geniale Idee - 2 Fixpunkte und 99 Striche 75
4.3 Messwerte anschaulich darstellen 76
Pinnwand: Verschiedene Thermometer 77
4.4 Wasser verhält sich anders 78
Pinnwand: Auswirkungen der Anomalie 79

5 Erwärmen fester Gegenstände 80
5.1 Gegenstände dehnen sich aus 80
5.2 Messen der Ausdehnung 81
Pinnwand: Längenausdehnung in der Technik 82
5.3 Zwei Metalle werden erwärmt 84
5.4 Bimetall im technischen Einsatz 85

6 Volumenänderung bei Gasen 86
6.1 Ausdehnung beim Erwärmen 86
Praktikum: Fahren mit erwärmter Luft 87

7 Fest, flüssig, gasförmig 88
7.1 Wasser begegnet uns in drei Aggregatzuständen 88
7.2 Schmelzen und Erstarren 89
7.3 Verdampfen und Kondensieren 90
7.4 Die Aggregatzustände im Teilchenmodell 91

Auf einen Blick 92
Prüfe dein Wissen 93


KRÄFTE

1 Kräfte bewegen und verformen 94
1.1 Kräfte bewirken Bewegung 95
1.2 Die Geschwindigkeit 96
1.3 Die gleichförmige Bewegung 97
Streifzug durch die Geschichte: Was haben Knoten mit Geschwindigkeit zu tun? 97
1.4 Die beschleunigte Bewegung 98
Streifzug durch die Mathematik: Grafische Darstellung von Bewegungen 99
1.5 Die Geschwindigkeit nimmt ab 100
1.6 Der Anhalteweg 101
1.7 Kräfte ändern die Bewegung 102
1.8 Reibung ist eine Kraft 103

2 Verformungen 104
2.1 Elastische und plastische Körper 104
Streifzug durch die Technik: Crash-Tests 105
2.2 Der Kraftmesser 106
Praktikum: Kraftmesser - selbst gebaut 107
2.3 Kraft und Dehnung sind nicht immer proportional 108
Streifzug durch die Technik: Materialprüfung 109

3 Körper sind schwer und träge 110
3.1 Gewichtskraft 110
3.2 Gewichtskraft und Masse 111
3.3 Die träge Masse 112
Streifzug durch die Technik: Rückhaltesysteme 113


4 Arbeit und Energie 114
4.1 Nichts ais Arbeit! 114
4.2 Ohne Energie keine Arbeit 115
4.3 Verschiedene Hebel 116
4.4 Das Hebelgesetz 117
4.5 Die schiefe Ebene 118
4.6 Feste und lose Rollen 119

5 Leistung 120
5.1 Mechanische Leistung 120
Pinnwand: Hubarbeit und Leistung 121
Projekt: Hebel und Rollen in der Technik und in der Natur 122

Auf einen Blick 124
Prüfe dein Wissen 125


STROMKREISE

1 Elektrischer Stromkreis 126
1.1 Woraus bestehen Stromkreise? 127
1.2 Stromkreise- schnell gezeichnet 128
1.3 Elektrizität fließt "im Kreis" 129

2 Schaltungen 130
2.1 Reihenschaltung 130
2.2 Parallelschaltung 131
Projekt: Elektrische Anlagen - selbst gebaut 132

3 Leitfähigkeit 134
3.1 Leiter und Nichtleiter 134
3.2 Leitfähigkeit fester Stoffe 135
3.3 Leitfähigkeit flüssiger Stoffe 136
Praktikum: Bau eines Feuchtigkeitsanzeigers 137

4 Mensch und Elektrizität 138
4.1 Ist der elektrische Strom gefährlich? 138
Pinnwand: Richtiger Umgang mit elektrischem Strom 139
4.2 Wie werden Elektrogeräte versorgt? 140
4.3 Hausinstallation 142

Auf einen Blick 143
Prüfe dein Wissen 143


WIRKUNGEN DES ELEKTRISCHEN STROMS

1 Elektrische Erscheinungen 144
1.1 Elektrische Ladung 145
1.2 Negative und positive Ladung 146
1.3 Das elektrische Feld 147
1.4 Spannung und Stromstärke 148
Streifzug durch die Wetterkunde: Blitz und Donner 149
1.5 Das Vielfachmessgerät 150
1.6 Messen mit einem Vielfachmessgerät 151
1.7 Spannung und Stromstärke hängen zusammen 152
1.8 Der elektrische Widerstand 153
1.9 Eine Formel für den Widerstand 154

Pinnwand: Verschiedene Widerstände 155
1.10 Der Widerstand eines Leiters ist temperaturabhängig 156
1.11 Widerstände wirken gemeinsam 157
Streitzug durch die Geschichte: 2000 Jahre Geschichte der Elektrizität 158
Projekt: Anzeigegeräte für Elektrizität 159

2 Wärme- und Lichtwirkung des elektrischen Stromes 160
2.1 Heiz- und Glühdrähte 160
Pinnwand: Wärme durch Elektrizität 161
Pinnwand: Glühlampen 162
Streifzug durch die Technik: Die Glühlampe 163
2.2 Überlastung des Stromkreises - Sicherungen 164
Streifzug durch die Technik: Schmelzsicherungen 165
2.3 Kurzschluss und Sicherungen 166
Pinnwand: Sicherungen schützen - aber nicht immer 167

3 Der Elektromagnet 168
3.1 Eine Spule mit Eisenkern 168
3.2 Ein Magnet aus nur einem Draht 169
Streifzug durch die Geschichte: Christian Oersted 169
Pinnwand: Anwendungen von Elektromagneten 170
Praktikum: Klingeln durch unterbrochenen Magnetismus 171

Auf einen Blick 172
Prüfe dein Wissen 173


NUTZUNG VON ELEKTRISCHER ENERGIE

1 Elektrische Energie 174
1.1 Einsatz elektrischer Energie 175
1.2 Energie geht nicht verloren 176
Pinnwand: Energieflussdiagramme 177

2 Energie und Geld 178
2.1 Elektrische Leistung 178
Streifzug durch die Technik: Elektrische und mechanische Arbeit 179
Streifzug durch die Mathematik: Die ,,Strom"-Rechnung 179

3 Stromarten 180
3.1 Gleich- und Wechselstrom 180
Streifzug durch die Technik: Stromquellen 181

4 Die elektromagnetische Induktion 182
4.1 Bewegung erzeugt Spannung 182
4.2 Induktion durch Drehbewegung 183
Streifzug durch die Geschichte: Faraday und die Induktion 183
4.3 Die Fahrradlichtmaschine 184
Pinnwand: Elektrizität durch Induktion 185
4.4 Der Gleichstrommotor 186
4.5 Der Kommutator 187
4.6 Der Trommelanker 188
Praktikum: Ein Elektromotor - selbst gebaut 189

5 Spannung verändern 190
5.1 Zwei Spulen und ein Eisenkern 190
Pinnwand: Der Transformator 191
5.2 Der Transformator im Einsatz 192
5.3 Gleichspannungsversorgung 193

6 Chemie und Elektrizität 194
6.1 Die Zitronenbatterie 194
6.2 Batterien im Alltag 195
6.3 Der Bleiakkumulator 196
Pinnwand: Batterien und Umwelt 197

7 Energiebedarf und die Folgen 198
7.1 Energiewandlung und Wirkungsgrad 198
Pinnwand: Erneuerbare Energien 199
7.2 Das Kohlekraftwerk 200
Projekt: Energiesparen entlastet die Umwelt 202

Auf einen Blick 204
Prüfe dein Wissen 205


RADIOAKTIVITÄT UND KERNENERGIE

1 Eine geheimnisvolle Strahlung 206
1.1 Natürliche radioaktive Strahlung 207
1.2 Messung radioaktiver Strahlung 208
Streifzug durch die Geschichte: Marie Curie 209
1.3 Ein merkwürdiges Knacken 210
Pinnwand: Geräte zur Anzeige radioaktiver Strahlung 211

2 Atome strahlen 212
2.1 Arten radioaktiver Strahlung 212
2.2 Strahlung verändert Atome 213
2.3 Wie lange strahlt ein Isotop? 214
2.4 Radioaktive Stoffe im Körper 215
Streifzug durch den Strahlenschutz: Energiedosis und Äquivalenzdosis 215
Streifzug durch die Biologie: Strahlen schädigen 216
Streifzug durch die Medizin: Strahlen nutzen 217

3 Wärme ohne Feuer 218
3.1 Atome lassen sich spalten 218
3.2 Energie aus der Kernspaltung 219
Streifzug durch die Technik: Ein neuer Stoff entsteht 219
3.3 Das Kernkraftwerk 220
3.4 Radioaktiver Abfall 222

Auf einen Blick 223
Prüfe dein Wissen 223


ENERGIE SPAREN

Projekt: Energiesparen in der Schule 224


ANHANG

Lösungen für "Prüfe dein Wissen" 230
Stichwortverzeichnis 236
Bildquellenverzeichnis 239
Physik: Formelsammlung 240