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Vorbemerkungen 7
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Welche Ziele verfolgt das Buch? 7
Zur Konzeption des Schülerbuches 7
Das Schülerbuch als Arbeitsbuch 8
Fächerverbindender Unterricht 9


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Einführung 11
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Aufbau und Eigenschaften von Körper 11
Geschwindigkeit 11


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Optik 12
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Ausbreitung des Lichts 12
Lichtquellen 12
Lichtstrahlen 12

Reflexion 14
Reflexion am ebenen Spiegel 14
Anwendungen der Reflexion 14
Wölb- und Hohlspiegel 15
Lichtmessung 16

Brechung 17
Geknickte Lichtstrahlen 17
Untersuchung der Lichtbrechung 17
Totalreflexion und Dispersion 17
Anwendungen der Lichtbrechung 18

Optische Geräte 18
Optische Linsen 18
Strahlengang und Bildkonstruktion bei dünnen Linsen 18
Projektoren Fotoapparat 19
Das Auge 19
Mikroskop und Fernrohr 20


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Farben 21
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Spektren 21
Kontinuierliche Spektren 21
Nichtkontinuierliche Spektren 21

Farbige Körper 21
Farbmischung 21
Anwendungen 21


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Akustik 22
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Schallerzeugung und -ausbreitung 22
Wie Schall entsteht 22
Musikinstrumente 22
Schallausbreitung 22
Schallgeschwindigkeit 23
Beschreibung von Schwingungen 23

Lautstärke und Lärm 24
Schallmessung 24
Was ist Lärm? 24
Lärmschutz 25


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Mechanik I 26
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Kräfte 26
Kräfte und ihre Wirkungen 26
Kraftmessung 26
Kraft und Wechselwirkung 26
Kräfte kann man addieren 27
Druck 27
Hookesches Gesetz 28

Masse und Dichte 28
Jeder Körper hat eine Masse 28
Jeder Körper nimmt einen Raum ein 29
Jeder Stoff hat eine Dichte 29

Reibung 29
Ohne Reibung geht's nicht! 29
Reibungskräfte unerwünscht 30

Kraftumformung 30
Kraftübertragung 30
Kraftwandler 30
Hebel und Hebelgesetz 31

Arbeit - Energie Leietwng 31
Mechanische Arbeit 31
Hubarbeit mit Kraftwandlern 32
Energie 32
Leistung 32
Aus Technik und Sport 32


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Mechanik der Flüssigkeiten und Gase 34
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Druck und Druckmessung 34
Unter Druck gesetzt 34
Wir messen den Druck 34
Wie man mit Flüssigkeiten Kräfte übertragen und verstärken kann 34
Aus Technik und Medizin 34

Schweredruck in Flüssigkeiten 35
Schweredruck und Wassertiefe 35
Auftrieb m Flüssigkeiten 35
Aus Sport und Technik 35

Luftdruck und Wetter / Klima und Wetter 36
Die Atmosphäre der Erde 36
Die Sonne - Motor des Wetters 36
Der Luftdruck bestimmt das Wetter 36
Wetterbeobachtung 36
Vakuum 36


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Mechanik II 37
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Bewegungen 37
Geschwindigkeit 37
Gleichförmige Bewegung 38
Beschleunigung 38
Anhalteweg 39
Freier Fall 39

Kraft und Bewegung 39
Kraft, Masse und Beschleunigung 39
Kraft und Gegenkraft 39
Trägheit 40
Kreisbewegung 40

Energie und Bewegung 40
Energieerhaltung Energieumwandlung 40
Kinetische Energie 41
Energieumwandlungen beim Kraftfahrzeug 41


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Elektrizitätslehre I 42
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Stromkreise im Haus 42
Elektrische Energieverteilung 42
Der elektrische Stromkreis 43
Gefahren durch den elektrischen Stromfluss und Schutzmaßnahmen 43
Angaben auf elektrischen Geräten 43

Elektrische Ladungen 44
Untersuchung von Ladungen 44
Elektrische Felder 44

Elektrische Spannung und Stromstärke 45
Elektrische Spannung 45
Elektrische Stromstärke 45
Elektrischer Widerstand 46
Reihenschaltung von Widerständen 46
Parallelschaltung von Widerständen 47
Elektrische Arbeit und Leistung 47
Elektrische Leistung 47
Elektrische Arbeit 47

Elektrische Energie 48
Energiebedarf 48
Kosten für elektrische Energie 48
Energieumwandlung und Sparmöglichkeiten 48


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Elektrizitätslehre II 48
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Elektromagnetische Wechselwirkung 48
Magnetische Wirkung stromdurchflossener Leiter 48
Magnetfeld stromdurchflossener Spulen 49
Anwendungen von Elektromagneten 49

Motoren 50
Leiter im Magnetfeld 50
Elektromotor 50

Generatoren 51
Aus mechanischer Energie wird elektrische Energie 51
Fahrraddynamo 51
Faraday entdeckt die Induktion 51
Spannungserzeugung durch Induktion 51
Wechselspannungsgenerator 52

Transformatoren 52
Spannungsübersetzung 52
Selbstinduktion 53

Stromleitung 53
Stromleitung in Flüssigkeiten 53
Stromleitung in Gasen 53
Stromleitung im Vakuum 53


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Elektronik 54
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Was ist Elektronik? 54
Bedeutung der Elektronik 54
Bauelemente der Elektronik 54

Widerstände der Elektronik 55
Bauformen 55
Widerstand und Temperatur 55
Widerstand und Licht 56

Dioden 56
Gleichrichterdioden 56
Leuchtdioden (LEDs) 56
Physik der Halbleiter 57

Transistoren 68
Von der Diode zum Transistor 58
Transistoren verstärken 68
Transistoren schalten 68
Anwendungen von Transistoren 58
Analoge und digitale Signale 59

Logische Schaltungen - Mikroelektronik 69
Grundlagen der Schaltalgebra 69
Digitalelektronik mit IC-Bausteinen 61
Mikroelektronik und neue Technologien 62


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Wärmelehre 64
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Temperatur und Körpereigenschaften 64
Temperaturmessung 64
Warm und kalt im Teilchenmodell - absolute Temperatur 64
Ausdehnung fester und flüssiger Körper beim Erwärmen 64
Änderung der Aggregatzustände 65

Temperatur und innere Energie 66
Temperatur und mechanische Arbeit 66
Innere Energie 66

Die Energieform Wärme 66
Was ist Wärme? 66
Wärme wird gemessen - Heizwert 66
Wärmekapazitäten und ihre Bedeutung 67

Wärmetransport 88
Arten des Wärmetransports 68
Konvektion 68
Wärmeleitung 68
Wärmestrahlung 69
Warum Wärme gepumpt werden kann - Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre 69

Energieversorgung eines Hauses 69
Energieumsatz in einem Haus 69
Was ist eine Wärmedurchgangszahl? 70
Energie sparen!- Aber wie? 70

Energie und Umwelt 70
Energieumwandlungen 70
Auswirkungen der Energienutzung 71
Schonung der Umwelt 71


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Radioaktivität und Kernenergie 71
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Radioaktivität 71
Strahlen aus dem Atomkern 71
Nachweismethoden - Weitere Eigenschaften radioaktiver Stoffe 72

Kernumwandlungen 72
Der radioaktive Zerfall 72
Künstliche Kernumwandlung 72

Strahlengefahr und Strahlenschutz 73
Grundbegriffe des Strahlenschutzes 73
Biologische Wirkung ionisierender Strahlung 73

Anwendungen der Kernenergie 73
Anwendungen radioaktiver Isotope 73
Wie arbeitet ein Kernreaktor? 73


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Steuern und Regeln 74
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Der Regelungsvorgang - der Steuerungsvorgang 74
Der Regelungsvorgang 74
Der Steuerungsvorgang 74

Steuerungs- und Regelungsarten 75
Steuerungsarten 75
Regelungsarten - Reglertypen 75
Steuerungen und Regelungen fast überall 76


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Schwingungen und Wellen 78
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Mechanische Schwingungen 78
Der periodische Bewegungsablauf 78
Beschreibung von Schwingungen 78
Schwingungsarten 79

Mechanische Wellen 79
Entstehung und Ausbreitung von Wellen 79
Ausbreitung von Schallwellen 80
Schwingungsbilder von Schallwellen 81

Elektromagnetische Schwingungen und Wellen 81
Der elektrische Schwingkreis 81
Erzeugung ungedämpfter elektromagnetischer Schwingungen 82
Erzeugen und Abstrahlen von elektromagnetischen Wellen 82
Drahtlos senden und empfangen 83
Übertragungswege von Radio- und Fernsehwellen 83

Beugung und Interferenz 83
Beugung von Wellen 83
Überlagerung von Wellen 83


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Physik des Kraftfahrzeugs 84
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Arbeitsweise der Motoren 84
Vorn Luftdruck zum Verbrennungsmotor 84
Geschichtliche Entwicklung der Verbrennungskraftmaschinen 84
Verbrennungskraftmaschinen 84
Schadstoffreduzierung 84
Alternative Kraftstoffe und Antriebe 85

Kraftübertragung 86

Sicherheitssysteme 85

Elektronik im Auto 86
Elektronisches Management 86
Elektronik für die Sicherheit 86
Informations- und Kommunikations-Elektronik 86

Recycling 87


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Information und Kommunikation 87
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Von der Information zur Kommunikation 87
Aufnahme und Umwandlung von Informationen 88
Speichern von Daten 88
Verarbeitung von Daten 88
Übertragen von Daten 89


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Fliegen 89
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Geschichte des Fliegens 89
Von Ikarus bis Lilienthal 89
Motorflugzeuge erobern den Luftraum 89

Physikalische Grundlagen - Flieger schwerer als Luft 89
Was schon Lilienthal herausfand 89
Das Geheimnis des Fliegens 90

Antriebe von Luftfahrzeugen 90
Auftrieb im Luftmeer - Ballonfahrt 90
Propellerantrieb 91
Strahltriebwerke 91