Physik - lehrerbibliothek.de

Rezension

"Physik" ist eine konzentrierte, einbändige Ausgabe des zweibändigen Physiklehrbuchs "Einführung in die Physik". (Beide Bände von "Einführung in die Physik" wurden ebenfalls bei uns in lehrerbibliothek.de vorgestellt.) Was dieses Werk in besonderem Maße kennzeichnet und von anderen Werken abhebt, ist die Einbettung der Lerninhalte in ihren jeweiligen historischen Kontext. Dieser Ansatz ermöglicht physikalische Denkweisen nachzuvollziehen und Einsichten zu schaffen. Das Interesse und der Forschergeist werden geweckt und Motivation wird geschaffen. Die geschichtlichen Hintergründe werden gut dargestellt, sind kompakt geschrieben und zudem höchst interessant. Weiterhin wird immer wieder der Bezug zu Natur, Alltag und Technik gesucht. Dies ermöglicht einen sinnstiftenden Unterricht. Das Werk bietet aufgrund einer Randspalte, Hervorhebungen im Text, Merkkästen, farbigen Abbildungen und Farbfotos eine gute Übersicht, so dass das Arbeiten mit ihm Spaß macht. Besonders die Fülle an sehr gut ausgewählten (auch vielen überarbeiteten und neuen) Grafiken und Fotos, die den jeweiligen Sachverhalt gut veranschaulichen und Einsichten schaffen, fallen auf. Eine Zusammenfassung am Ende eines Kapitels bringt das Wesentliche auf einen Blick zusammen. Mit zahlreichen Testfragen und Übungsaufgaben (inkl. Lösung) kann man sein Wissen überprüfen und festigen. Aufgrund seines einzigartigen Ansatzes, nämlich die Physik in seine Geschichte einzubetten, ist "Einführung in die Physik" auch für die Unterrichtsvorbereitung ein wertvoller Schatz.

Ferrao, lehrerbibliothek.de

Verlagsinfo

Die einbändige Ausgabe des bewährten Lehrgangs von Sexl richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Maturitätsschulen (Grundlagenfach). Das leicht verständliche Werk ist auch geeignet für den Einsatz auf der Sekundarstufe I und in der Berufsbildung. Knapp und übersichtlich wird das ganze Spektrum der Physik abgedeckt, im Grundlagenkapitel neu mit einer kleinen Kulturgeschichte der Physik. Trotz gestraffter Darstellung bleibt der Charakter des Gesamtwerkes erhalten: Der historisch-philosophische Ansatz vermittelt den Schülerinnen und Schülern ein grundsätzliches Verständnis der Physik. Ebenso werden die Auswirkungen auf das gesellschaftliche Umfeld verständlich gemacht. Zahlreiche Anregungen für Versuche lassen die praktische, experimentelle Seite nicht zu kurz kommen. Übersichtliche Tabellen und Zusammenfassungen helfen, das Gelernte zu wiederholen und zu vertiefen.

Inhaltsverzeichnis

Grundlagen der Physik

I. Was ist Physik? 5

II. Kleine Kulturgeschichte der Physik 6
1. Antike Physik: qualitative, philosophische Naturlehre 6
2. Die Physik im Spannungsfeld mit dem Christentum 9
3. Von der antiken Astronomie zur klassischen Physik Galileis 9
4. Die moderne Physik, Wissenschaft des Mikrokosmos 11

III. Physikalische Grundgrössen 11
1. Die Längenmessung 11
2. Die Zeitmessung 12
3. Die Messung der Masse 13

Die Bewegung

I. Die Beschreibung von Bewegungen 14
1. Das Bezugssystem und das Modell des materiellen Punktes 14
2. Die Geschwindigkeit des materiellen Punktes 15
3. Die Beschleunigung des materiellen Punktes 16
4. Die gleichmässige Bewegung auf der Kreisbahn 17
(Zusammenfassung vgl. II)

II. Die Kraft 18
1. Die Kraft beschleunigt 18
2. Der Trägheitssatz 19
3. Die Gewichtskraft 19
4. Die Kraft deformiert 20
5. Die Vektoraddition der Kräfte 20
6. Das allgemeine Wechselwirkungsgesetz 23
7. Die Reibungskraft 24
8. Die Zentripetalkraft 25
9. Die Gravitationskraft 26
10. Die Bedeutung der Grundgesetze 27
Zusammenfassung I und II 29

III. Die Erhaltungsgrössen der Bewegung 30
1. Der Begriff der Arbeit 30
2. Der Begriff der Leistung 32
3. Die Energie - eine Erhaltungsgrösse 32
4. Der Impuls 35
5. Der Impulssatz im nicht abgeschlossenen System 37
Zusammenfassung 38

Die thermische Bewegung

I. Die Materie 39
1. Die Atome 39
2. Die Bindung der Atome 41
Zusammenfassung 42

II. Die Zustandsgrössen 43
1. Die thermische Bewegung der Moleküle 43
2. Die Wärmeausdehnung und das Thermometer 44
3. Der Gasdruck 45
4. Die absolute Temperatur und das thermische Verhalten von idealen Gasen 47
5. Die innere Energie und die spezifische Wärmekapazität 48
6. Die Veränderung der Aggregatzustände 50 7. Der erste Hauptsatz der Wärmelehre 54 Zusammenfassung 55

III. Entropie 56
1. Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre 56
2. Wärmekraftmaschinen 58
3. Kältemaschinen 62
4. Wärmeleitung und Wärmedämmung 63
5. Der Energiehaushalt der Erde und der Menschheit 64
Zusammenfassung 66

Schwingungen und Wellen

I. Die Wellengleichung 67
1. Schwingungen des Pendels 67
2. Transversal- und Longitudinalwellen 70
3. Die Überlagerung von Wellen 71
4. Die stehende Welle 72
5. Die Beugung und das Prinzip von Huygens 75
6. Die Reflexion von Wellen 75
7. Die Brechung von Wellen 76
Zusammenfassung 77

II. Akustik 78
1. Entstehung und Ausbreitung von Schall 78
2. Tonhöhe, Klangfarbe und Lautstärke 79
Zusammenfassung 81

III. Optik 82
1. Reflexion und Brechung 82
2. Strahlengang bei durchsichtigen Körpern 84
3. Der Photoapparat, das Mikroskop und die Fernrohre 87
4. Die Spektralfarben des Lichtes 89
5. Interferenz und Beugung der Lichtwelle 90
6. Die Polarisation des Lichtes 92
Zusammenfassung 96

Elektrische Ströme

I. Die elektrische Ladung 98
1. Das Coulomb'sche Gesetz 98
2. Das elektrische Feld 99
3. Die elektrische Spannung 101
Zusammenfassung 102

II. Der Gleichstrom 103
1. Gleichstromquellen 103
2. Die elektrische Stromstärke und der elektrische Widerstand 104
3. Ströme bei tiefen Temperaturen: Supraleitung 106
4. Strom und Wärme 106
5. Strom und Magnetfeld 107
6. Die Lorentzkraft 108
Zusammenfassung 111

III. Der Wechselstrom 112
1. Elektromagnetische Induktion 112
2. Generator und Motor 114
3. Der Transformator 116
4. Die elektrische Energieübertragung 117
5. Elektrizität im Haushalt 118
6. Energieversorgung der Schweiz 120
Zusammenfassung 121

IV. Halbleiter 122
1. Der reine Halbleiter 122
2. Der dotierte Halbleiter 123
3. Die Halbleiterdiode 123
4. Der Transistor 124
5. Mikroelektronik und integrierte Schaltung 125
Zusammenfassung 126

V. Elektromagnetische Wellen 127
1. Der elektrische Schwingkreis 127
2. Die Antenne 129
3. Das Spektrum der elektromagnetischen Wellen 130
4. Radiowellen und Informationstechnik 130
5. Die Mikrowellen 132
6. Die Temperaturstrahlung 133
7. Die Röntgenstrahlung 134
Zusammenfassung 136

Relativität, Quanten, Kernenergie

I. Die Relativitätstheorie 137
1. Die Nichtexistenz des Äthers 137
2. Die Relativität der Gleichzeitigkeit 139
3. Die Relativität von Zeiten: Zeitdilatation 140
4. Die Relativität von Längen: Lorentzkontraktion 142
5. Die Relativität von Masse und Energie 144
6. Das Äquivalenzprinzip 147
Zusammenfassung 147

II. Elektronenhülle und Lichtquanten 148
1. Das Emissionsspektrum des Atoms 148
2. Das Laserlicht 150
3. Das Absorptionsspektrum 151
4. Die Farbe des Himmels 152
5. Die Körperfarbe 153
Zusammenfassung 153

III. Kernenergie 154
1. Die Kernkraft 154
2. Der radioaktive Zerfall 155
3. Anwendungen des radioaktiven Zerfalls 158
4. Die Kernfusion 159
5. Die Kernspaltung 160
6. Die Kernreaktoren 162
Zusammenfassung 164

IV. Teilchenphysik 165
1. Die Elementarteilchen 165
2. Teilchen und Antiteilchen 166
3. Das Quarkmodell 166
4. Das Standardmodell 167
Zusammenfassung 167

Register 168

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